色小姐

3 级多超立方体代码结构的可视化。开始：科学发达 （2024）。DOI： 10.1126/sciadv.adp6388

在发表在《科学发达》上的责任中，日本理化学询查所量子假想中心的 Hayato Goto 建议了一种新的量子纠错尺度，该尺度使用他所谓的“多超立方体代码”。

事实解说，这种尺度具有优雅的几何结构，不错匡助已毕极其有用的纠错，并有助于已毕高度并行的尺度，从良友毕容错量子假想，这是量子假想机发展的下一阶段。

凭据 Goto 的说法，“由于最近的履行发达，咱们当今有很大的但愿简略构建容错量子假想机，这意味着量子假想机不错变嫌纰缪并在某些任务上卓著传统假想机的才气。干系词，为了已毕这一主义，开拓高效的量子纠错相配弥留。

在昔日的几十年里，科学家们建议了很多不同的纠错尺度。传统的量子纠错尺度频频基于将单个逻辑量子比特（量子比特尽头于经典假想机上的一个比特）编码到很多纠缠的物理量子比特上，然后使用解码器从物理量子比特中检索逻辑量子比特。

关联词，此尺度的可伸缩性是一个问题，因为所需的物理量子比特数目会大幅增多，这会导致强劲的资源支出。为了克服这个问题，依然考虑了高速度量子代码，举例量子低密度奇偶校验代码。

使用这种尺度，使假想成为可能的逻辑门必须相配按律例耕种，而不是扫数并行，这使得它们在时间上的成果较低。

当作持续此问题的尺度，Goto 建议使用一种他称为“多超立方体代码”的尺度。具体来说，它是一种具有复杂称号（高速级联量子代码）的尺度，其翻新之处在于，逻辑量子比特不错通过数学形势可视化为造成所谓的“超立方体”，这是一种体式，包括正方形和立方体以及更高阶的体式，举例 tesseract。

代码好意思艳的数学和几何结构相配出色，因为大大宗高速度量子代码齐具有复杂的结构。

Goto 强调，为了让新代码产生更高的性能，他需要开拓一种新颖的专用解码器，不错解释物理量子比特的限度。这种翻新工夫基于逐级最小距离解码，可已毕高性能。

与其他访佛尺度不同，它还允许将逻辑门并行而不是串联，这使得该系统访佛于经典假想机中的并行处理，因此 Goto 将其称为“高性能容错假想”，访佛于用于大领域并行假想的“高性能假想”。

责任取得了酬谢。这些代码已毕了高达 30% 的编码率（示意逻辑量子比特和物理量子比特之间比率的数字），Goto 示意，这似乎是宇宙上用于容错量子假想的代码中最高的。即使具有如斯高的速度，其性能也与传统的低速度代码尽头。

Goto 说：“在实行中，这段代码不错使用物理量子比特系统来已毕，举例激光拿获的中性原子量子比特。

更多信息：Hayato Goto，具有多超立方体代码的高性能容错量子假想，Science Advances（2024 年）。DOI： 10.1126/sciadv.adp6388

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