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Quantum Error Correction for Second-Generation Quantum Repeaters
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AI
DOI：10.1109/TQE.2025.3649561.png)
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摘要
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本文考虑第二代(2G)量子中继器(QRs)用于创建量子网络中的长距离纠缠。结合距离相关的去极化误差模型与2G QRs所需的非局域贝尔态纯化过程，得到一个由相关和非对称误差组成的误差模型。为纠正相关误差，可在站点间联合解码使用非对称的Calderbank-Steane-Shor(CSS)码。主导误差为非对称的，使得不同中继站点遭受不同类型的误差。为缓解此问题，可在站点使用针对特定站点误差模型优化的不同量子纠错码(QECC)。为符合2G QR流程，相邻站点使用的码必须允许在两站点间实现非局域逻辑cNOT门，或可选地实现非局域cz门与逻辑Hadamard门的组合。我们提供了允许cNOT或cz可传递性的CSS码对的全局表征，并考察了一个允许cz可传递性的镜像CSS码族。我们通过框架验证了Hadamard门可传递性，并展示了逻辑量子位映射矩阵的重要性。同时，我们得出结论：使用不同的QECC不能实现 Clifford + T 门的通用计算。最后，我们研究了在有限量子存储的2G QRs中的纠缠生成率(EGR)，在给定保真度和EGR下最小化中间站点数量。通过仿真观察到，非对称和镜像结构QECC优于在重复器站点使用对称CSS码的常规方法。
Keyword:
Codes
Logic gates
Qubit
Vectors
Repeaters
Purification
Generators
Quantum repeaters
Error correction codes
Quantum entanglement
Bell state purification
Calderbank-Steane-Shor (CSS) codes
key generation rate
quantum error correction
quantum repeater (QR)
transversality
期刊
I
IF:
4.6
论文数:
52
被引数:
0
机构
引用论文
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