确保 CS 容错性的一个有希望的领域是广泛使用可以检测和纠正数据处理过程动态中发生的错误的校正码。此类代码的一个典型特征是校正码的构造结构中存在相互依赖的部分:信息和控制。对已知位置代码的分析表明,这些代码部分在算术运算方面并不平等。获取校正码校验位的过程的非算术性质不允许控制执行算术运算的结果 [1-4]。因此,很明显,在以位置数字系统 (PSN) 运行的 CS 中实现算术运算时,使用位置校正码是不可能的。
执行算术运算的量子电路在量子计算中至关重要,因为经过验证的量子算法需要此类运算。尽管量子计算机资源越来越丰富,但目前可用的量子比特数量仍然有限。此外,这些量子比特受到内部和外部噪声的严重影响。已经证明,使用 Clifford+T 门构建的量子电路可以实现容错。然而,使用 T 门的成本非常高。如果电路中使用的 T 门数量没有优化,电路的成本将过度增加。因此,优化电路以使其尽可能节省资源并具有抗噪声能力至关重要。本文介绍了一种执行两个整数乘法的电路设计。该电路仅使用 Clifford+T 门构建,以兼容错误检测和校正码。在 T 计数和 T 深度方面,它的表现优于最先进的电路。
量子信息的存储和处理易受外部噪声影响,从而导致计算错误。抑制这些影响的有效方法是量子纠错。通常,量子纠错以离散轮次执行,使用纠缠门和对辅助量子位的投影测量来完成每轮纠错。在这里,我们使用直接奇偶校验测量以资源高效的方式实现连续量子位翻转校正码,消除纠缠门、辅助量子位及其相关错误。FPGA 控制器在检测到错误时主动纠正错误,平均位翻转检测效率高达 91%。此外,该协议将受保护逻辑量子位的弛豫时间增加了 2.7 倍,超过裸量子位的弛豫时间。我们的结果展示了多量子位架构中资源高效的稳定器测量,并展示了连续纠错码如何应对实现容错系统的挑战。
摘要 分布式传感协议使用局部传感节点网络来估计网络的全局特征,例如局部可检测参数的加权平均值。在无噪声情况下,节点共享的连续变量 (CV) 多体纠缠可以提高参数估计的精度,相对于没有共享纠缠的网络所能达到的精度;对于纠缠协议,均方根估计误差随传感节点的数量 M 而呈 1 / M 的比例变化,即所谓的海森堡缩放比例,而对于没有纠缠的协议,误差则呈 M 1 的比例变化。然而,在存在损耗和其他噪声源的情况下,虽然多体纠缠在感测位移和相位方面仍然具有一些优势,但精度随 M 的比例变化并不那么有利。在本文中,我们表明使用 CV 纠错码可以增强传感协议对缺陷的鲁棒性,并恢复海森堡缩放比例至中等 M 值。此外,之前的分布式传感协议只能测量单个正交,而我们构建了一个可以同时感测两个正交的协议。我们的工作证明了 CV 误差校正码在现实传感场景中的价值。
摘要 分布式传感协议使用局部传感节点网络来估计网络的全局特征,例如局部可检测参数的加权平均值。在无噪声情况下,节点共享的连续变量 (CV) 多体纠缠可以提高参数估计的精度,相对于没有共享纠缠的网络所能达到的精度;对于纠缠协议,均方根估计误差随传感节点的数量 M 而呈 1 / M 的比例变化,即所谓的海森堡缩放比例,而对于没有纠缠的协议,误差则呈 M 1 的比例变化。然而,在存在损耗和其他噪声源的情况下,虽然多体纠缠在感测位移和相位方面仍然具有一些优势,但精度随 M 的比例变化并不那么有利。在本文中,我们表明使用 CV 纠错码可以增强传感协议对缺陷的鲁棒性,并恢复海森堡缩放比例至中等 M 值。此外,之前的分布式传感协议只能测量单个正交,而我们构建了一个可以同时感测两个正交的协议。我们的工作证明了 CV 误差校正码在现实传感场景中的价值。