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摘要 拓扑量子纠错码已成为实现大规模容错量子计算机目标的主要候选者。然而,在存在噪声的情况下量化这些大尺寸系统中的纠缠是一项艰巨的任务。在本文中,我们提供了两种不同的方法,以可定位的量子比特子集纠缠来表征噪声稳定器状态,包括表面和颜色代码。在一种方法中,我们利用适当构造的纠缠见证算子来估计基于见证的可定位纠缠下限,这可以在实验中直接获得。在另一种方法中,我们使用与稳定器状态局部幺正等价的图状态来确定可计算的基于测量的可定位纠缠下限。如果在实验中使用,这将转化为从特定基中的单量子比特测量中获得的可定位纠缠下限,这些测量将在感兴趣的子系统之外的量子比特上执行。为了计算这些下限,我们详细讨论了从稳定器状态获取局部幺正等效图状态的方法,其中包括一种新的可扩展几何方法以及一种适用于任意大小的一般稳定器状态的代数方法。此外,作为后一种方法的关键步骤,我们开发了一种可扩展的图形转换算法,该算法使用一系列局部互补操作在图中的两个特定节点之间创建链接。我们为这些转换开发了开源 Python 包,并通过将其应用于嘈杂的拓扑颜色代码来说明该方法,并研究可局部纠缠的见证和基于测量的下限如何随所选量子比特之间的距离而变化。

噪声拓扑量子码中可局域纠缠的可扩展表征

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