在 QLDPC 代码中高效地进行计算

《Nature Communications》：Computing efficiently in QLDPC codes

　　

摘要

量子纠错对于构建性能超越经典计算机的实用型量子计算机至关重要，但现有的主要方法会带来较大的物理量子比特开销。量子低密度奇偶校验（QLDPC）码通过显著减少每个逻辑量子比特所需的物理量子比特数量，提供了一种有前景的替代方案。然而，目前关于QLDPC码的研究主要集中在量子存储器上，尚未找到在低电路深度下高效实现任意逻辑Clifford操作的方法。在这里，我们提出了一种新的QLDPC码家族，该家族通过横向操作能够高效实现完整的Clifford群，使得任何$m$量子比特的Clifford操作最多只需$O(m)$轮综合征提取即可完成。我们通过对深度为126的逻辑电路进行电路级仿真，展示了这些逻辑操作的接近内存级别的性能。结合已知的实现$T$门的方法，这些结果表明QLDPC码是实现资源高效通用量子计算的一条可行途径。