稳定子状态育种

Qutrit魔态蒸馏

Qutrit Magic State Distillation

魔态蒸馏（MSD）是一种在容错量子计算中起核心作用的纯化协议。MSD协议的步骤的重复迭代仅使用稳定器操作从混合资源状态的多个副本生成纯单个非稳定器状态或魔术状态。因此，混合资源国家促进了稳定器操作的全面普及。魔态蒸馏是量子比特计算中的一个重要方法，但在高维量子比特计算中，魔态蒸馏的研究还很少。在这里，我们描述了一个一般的方法来研究MSD在更高的维度。我们使用它来研究一个基于5-qutrit稳定码的qutrit MSD协议的特性。我们表明，该协议提取的非稳定器魔术状态，并确定两种类型的状态，这是吸引子的迭代映射。最后，我们将展示如何将这些状态转换，通过稳定器电路单独，到一个适合的状态注入实施的非克利福德相位门，使非克利福德酉计算。

稳定子纠缠蒸馏与高效容错编码器

Stabilizer Entanglement Distillation and Efficient Fault-Tolerant Encoders

本文通过扩展高码率纠缠蒸馏协议、提出常数深度稳定子码解码器以及表面码常数深度容错编解码方案，提升了纠缠蒸馏效率并突破了传统编码器深度限制。

星型网络拓扑上N量子比特稳定子态的蒸馏

Distillation of N-Qubit Stabilizer States on a Star Network Topology

提出一种基于任意稳定子码的纠缠蒸馏协议，在星型网络拓扑上高效地将N量子比特GHZ态转换为高保真逻辑态，并通过数值实验和理论证明其普适性。

量子普适性的改进魔态蒸馏

Improved magic states distillation for quantum universality

给定稳定器操作和重复制备单量子比特混合态rho的能力，我们可以进行通用量子计算吗？作为这个问题的动机，“魔态”蒸馏程序可以减少一般的容错问题，执行容错稳定器电路。我们改进的程序Bravyi和Kitaev在阿达玛“魔术”方向的布洛赫球，以实现一个尖锐的阈值之间的那些ρ允许通用的量子计算，和那些任何计算可以有效地经典模拟。作为推论，重复制备任何不是稳定剂状态的纯状态（例如，不是泡利本征态的任何单量子比特纯态），连同稳定器操作，给出了量子普适性。在所谓的T方向上是否也存在紧密分离仍然是开放的。

通用容错量子计算中的混合幻态蒸馏

Hybrid magic state distillation for universal fault-tolerant quantum computation

一组稳定子操作加上一些特殊的初始态，即所谓的“幻态”，使得通用容错量子计算成为可能。然而，魔态制备不可避免地涉及引入噪声的非理想操作。最常用的消除噪声的方法是通过稳定器操作的魔态蒸馏（MSD）。为了克服以往MSD协议的一些缺点，本文提出了一种将四量子位H型MSD和五量子位T型MSD相连接的混合MSD协议。混合MSD协议进一步集成了不同现有MSD协议的可扩展范围，并将T型可扩展范围扩展到稳定器八面体边缘。它为几乎所有的可扩展范围提供了相当大的量子位成本改进。此外，我们使用核磁共振技术对四量子比特H型MSD协议进行了实验验证，并结合之前的五量子比特MSD实验，证明了混合MSD协议的可行性。

魔态蒸馏低塔顶馏出物

Magic state distillation with low overhead

我们提出了一个新的家庭的错误检测稳定器码的编码率为1/3，允许横向实施的pi/8-旋转$T$的所有逻辑量子比特。新的代码被用来构建协议，用于提取高质量的“魔术”状态$T|+>$的克利福德群门和泡利测量。蒸馏塔顶馏出物具有作为输出准确度的函数的多对数缩放，其中多项式的次数为$\log_2{3}\approx 1.6$。为了构造所需的代码族，我们引入了三正交矩阵的概念-一个二进制矩阵，其中任何一对和任何三重行甚至重叠。任何三正交矩阵都会产生一个稳定码，它在所有逻辑量子比特上都有一个横向的$T$门，可能会被Clifford门增强。提出了一种生成三正交矩阵的数值方法。我们的技术导致了两倍的开销减少蒸馏魔术状态与输出精度$10^{-12}$相比，以前已知的最好的协议。

通过克利福德-稳定化态极值化纯态的魔性度量

Extremizing Measures of Magic on Pure States by Clifford-stabilizer States

本文提出了一种通过克利福德-稳定化态极值化纯态的魔性度量方法，揭示了克利福德-稳定化态在多种魔性度量中的极值性质，并提出了新的魔性提纯候选。

通用魔法态浓缩

Universal magic state concentration

本文提出通用魔法态浓缩协议，以6个输入副本蒸馏1个精确CCZ态，由M³^lin决定最优成功概率，可实现渐近最优蒸馏速率，证明任意未知纯量子比特魔法态可用于通用量子计算。

幻态蒸馏协议的结构

On the Structure of Protocols for Magic State Distillation

我们提出了一个定理，表明所有有用的协议的魔术状态蒸馏输出状态的保真度是上限的一类协议所产生的。这个简化的类由协议组成，其中状态的多个副本被投射到稳定器码空间上，然后逻辑量子比特被解码。

Codes and Protocols for Distilling $T$, controlled-$S$, and Toffoli Gates

We present several different codes and protocols to distill $T$, controlled-$S$, and Toffoli (or $CCZ$) gates. One construction is based on codes that generalize the triorthogonal codes, allowing any of these gates to be induced at the logical level by transversal $T$. We present a randomized construction of generalized triorthogonal codes obtaining an asymptotic distillation efficiency $γ\rightarrow 1$. We also present a Reed-Muller based construction of these codes which obtains a worse $γ$ but performs well at small sizes. Additionally, we present protocols based on checking the stabilizers…

从魔态蒸馏到动力系统

From Magic State Distillation to Dynamical Systems

本文提出将魔态蒸馏协议映射为迭代动力系统，从而利用动力系统方法分析、模拟和可视化蒸馏过程，并据此发现不同稳定子码可蒸馏出不同魔态，且码拼接能生成多种魔态协议并降低奇异协议开销。

无测量的代码切换用于低开销量子计算的排列不变码

Measurement-free code-switching for low overhead quantum computation using permutation invariant codes

本文提出了一种无测量的代码切换协议，利用排列不变码实现低开销的通用量子计算，通过切换稳定器码和PI码来实现更高效的非Clifford门操作。