[发明专利]通过准概率分解的容错T门

权利要求书

1.一种系统，包括：

执行存储在存储器中的计算机可执行组件的处理器，其中所述计算机可执行组件包括：

模拟组件，其使用被编码成纠错码的逻辑量子位以及魔幻态或表面代码的代码变形中的至少一个来模拟编码的T门；以及

校正组件，其使用准概率分解来校正所述编码的T门上的噪声。

2.根据前一权利要求所述的系统，

其中，所述模拟组件将所述编码的T门模拟为包括Clifford门并且采用两个逻辑量子位的量子电路；以及

其中所述两个逻辑量子位中的一个包括所述魔幻态。

3.根据前一权利要求所述的系统，

其中，所述量子电路包括受控非(CNOT)门和受控相移门；

其中包括所述魔幻态的所述两个逻辑量子位中的第一逻辑量子位被提供给所述受控相移门并且被提供作为对所述CNOT门的控制；

其中，所述两个逻辑量子位中的第二逻辑量子位被提供给所述CNOT门；以及

其中，所述CNOT门的输出的测量结果被提供作为对所述受控相移门的控制。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述模拟组件使用所述代码变形通过以下步骤来模拟所述编码的T门：

对给定代码执行第一代码变形以展示权重1逻辑Z算子来产生变形的代码；

将逻辑T门模拟为所述变形的代码中的物理T门；以及

对所述变形代码执行第二代码变形以将所述代码返回到其在所述第一代码变形的所述执行之前的形式。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述校正组件：

学习所述编码的T门的错误率，并基于所述错误率产生噪声图N；以及

通过准概率分解应用所述噪声图的逆N^-1来校正所述编码的T门上的所述噪声。

6.根据前述权利要求所述的系统，其中，所述校正组件根据下式求出所述准概率分解的分解

其中：

U是对应于所述编码的T门的酉算子；

M是分解尺寸；

α_i是准概率系数；

ε_i是在量子硬件上实现的量子信道；以及

γ是采样开销。

7.根据前述权利要求所述的系统，其中，对于包括所述编码的T门的量子电路的相应执行，所述校正组件：

根据分布p_i随机选择i；

用ε_i代替门U；以及

用γsign(α_i)对测量结果加权。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，使用所述魔幻态或所述代码变形中的至少一个对所述编码的T门的模拟以及使用准概率分解对所述噪声的校正减轻了使用魔幻态提取来对所述编码的T门进行容错模拟。

9.一种计算机实现的方法，包括：

由系统使用被编码成纠错码的逻辑量子位以及魔幻态或表面代码的代码变形中的至少一个来模拟编码的T门；以及

由所述系统使用准概率分解来校正所述编码的T门上的噪声。

10.根据前述权利要求所述的计算机实现的方法，

其中，所述模拟包括将所述编码的T门模拟为包括Clifford门并且采用两个逻辑量子位的量子电路；以及

其中所述两个逻辑量子位中的一个包括所述魔幻态。