量子物理
[提交于 2024年11月4日
]
标题: 魔术态很少是优化最重要的资源
标题: Magic states are rarely the most important resource to optimize
摘要: 我们提出了一种缩放方法,用于评估嵌套容错量子计算所需的量子比特资源。 该方法给出了闭式表达式,即使在多层嵌套的情况下也保持简单,使其成为比较和最小化不同嵌套方案资源成本的理想工具。 我们随后用它来研究正常操作和魔术操作所需的资源。 在这里,魔术操作需要准备、验证和注入称为“魔术态”的复杂状态,而正常操作则不需要。 通常预期魔术操作将主导计算的物理资源需求(量子比特、门等),尽管这一预期对于表面码来说已被质疑。 我们的结果表明,对于典型的嵌套码,这一预期也是错误的,魔术操作很少是昂贵的。 我们给出了使用Steane纠错装置或旗量子比特方法的嵌套7量子比特方案的具体例子。 虽然影响所有操作的优化自然比仅影响魔术操作的优化更有效,但我们工作的惊人结论是,前者可以将成本降低几个数量级,而后者仅带来微小的减少。 考虑到有许多关于仅影响魔术操作的优化工作,这一点尤其令人惊讶。
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