[发明专利]小马约拉纳费米子代码

说明书

所公开的技术涉及用于在量子计算设备中实现纠错码的工具和技术。在特定实施例中，公开了具有少量模式和距离的马约拉纳费米子稳定器代码。特定实施例具有距离4代码的逻辑量子位数的上限，并且构造了使该界限饱和的马约拉纳费米子代码。还公开了其他距离4和6代码。

技术领域

所公开的技术涉及量子计算设备和用于这种设备的纠错机制。

发明内容

所公开的技术涉及用于在量子计算设备中实现纠错码的工具和技术。在特定实施例中，公开了具有少量模式和距离的马约拉纳费米子稳定器代码。特定实施例具有距离4代码的逻辑量子位数的上限，并且构造了使该边界饱和的马约拉纳费米子代码。还公开了其他距离4和6代码。对于给定数目的物理马约拉纳模式，这些代码被理解为具有尽可能多的逻辑量子位。这些代码中的一些具有比从量子位稳定器代码导出的任何马约拉纳费米子代码更多的逻辑量子位。

在一些实施例中，拓扑量子计算机被配置为使用马约拉纳零模式实现量子计算。在某些实现中，一组N_maj个马约拉纳零模式被配置为获取具有K个逻辑位的代码空间，其中K小于N_maj，并且其中代码空间由一系列稳定器形成，该一系列稳定器形成在马约拉纳零模式之间并且被配置为在量子计算期间为马约拉纳零模式提供纠错。

在另外的实施例中，量子计算设备被配置为在拓扑量子基础设施中经由马约拉纳零模式实现逻辑量子位，马约拉纳零模式被布置为实现一组物理量子位，该组物理量子位的状态可校正的以经由形成在物理量子位之间的一系列稳定器产生逻辑量子位。

在一些示例实施例中，生成用于量子计算设备的汉明马约拉纳代码。在一个示例实现中，输入多个可用马约拉纳零模式，输入期望数目的稳定器，并且根据期望数目的稳定器生成用于实现具有可用马约拉纳零模式的稳定器的一个或多个汉明马约拉纳代码。在示例实现中，汉明马约拉纳代码的生成至少部分使用随机搜索过程来执行。在某些实现中，汉明马约拉纳代码的生成至少部分以约束距离(例如，4、6或任何其他合适距离)来执行。

本文中描述的系统、装置和方法不应当被解释为以任何方式进行限制。相反，本公开涉及各种公开的实施例的所有新颖和非很清楚的特征和方面，单独地并且以彼此的各种组合和子组合。所公开的系统、方法和装置不限于任何特定方面或特征或其组合，并且所公开的系统、方法和装置也不要求存在任何一个或多个特定优点或解决问题。任何操作理论都是为了便于解释，但是所公开的系统、方法和装置不限于这种操作理论。

附图说明

图1(A)是示出从4量子位代码导出的16个马约拉纳代码的稳定器的框图。

图1(B)是示出N_maj＝16的汉明马约拉纳代码的稳定器的框图102。

图2示出了其中可以实现若干所描述的实施例的合适的计算环境的一般化示例。

图3示出了用于实现根据所公开的技术的系统的可能的网络拓扑(例如，客户端服务器网络)的示例。

图4示出了用于实现根据所公开的技术的系统的可能的网络拓扑(例如，分布式计算环境)的示例。

图5示出了用于实现所公开的技术的示例性系统。

图6是根据所公开的技术的实施例的用于为量子计算设备生成汉明马约拉纳代码的示例方法的流程图。

具体实施方式

I.一般考虑因素

如在本申请中使用的，单数形式的一个(a)、一个(an)和该(the)包括复数形式，除非上下文另有明确规定。此外，术语包括(includes)表示包括(comprises)。此外，术语“耦合”不排除耦合项之间存在中间元素。此外，如本文中使用的，术语和/或(and/or)表示短语中的任何一个项目或任何项目的组合。