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摘要 实际量子计算面临的一个主要挑战是量子系统与环境相互作用所导致的无法避免的错误。容错方案中，逻辑量子位由几个物理量子位编码，能够在出现错误的情况下输出更高概率的正确逻辑量子位。然而，对量子位和算子编码的严格要求使得实现完全容错计算即使对于可实现的嘈杂中型量子技术来说也是一项挑战。特别是容错计算的阈值仍然缺乏实验验证。在这里，我们基于全光学装置，通过实验证明了容错协议阈值的存在。四个物理量子位表示为两个纠缠光子的空间模式，用于编码两个逻辑量子位。实验结果清楚地表明，当错误率低于阈值时，由容错门组成的电路中正确输出的概率高于相应的非编码电路。相反，当错误率高于阈值时，容错实现没有优势。开发的高精度光学系统可以为研究具有容错门的更复杂电路中的错误传播提供可靠的平台。
量子容错阈值的光学演示
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