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A unitary encoder for surface codes
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AI
DOI：10.1038/s41534-026-01322-y.png)
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摘要
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表面码是容错量子计算的一个有前景的候选方案，并且已在多种量子硬件平台上实现。在本工作中，我们提出了一种新的非局域幺正电路，用于基于旋转表面码和常规表面码之间的编码转换来编码表面码状态，这使电路深度减半，超越了先前已知的速度最快的幺正编码器的性能。虽然幺正编码器可用于增大码距，但故障距离保持固定。尽管如此，它们可用于空间-时间高效地制备逻辑算符的本征态，这些本征态难以通过横向来访问，例如泡利Y本征态和 Clifford 本征态。预计非局域电路中的误差传播将使解码比局部电路更具挑战性。然而，我们发现传统的匹配解码器仍然可以有效地使用。此外，我们进行了数值模拟，以将我们的编码器与局部幺正编码器以及制备泡利Y本征态的传统稳定子测量基方法进行性能基准测试。我们发现，在特定实验相关的噪声条件下，我们的编码器能够超越其他方法。因此，我们的编码器为中性原子和离子阱等具有非局域相互作用的平台提供了实际优势。
