[发明专利]使用内部和外部误差校正码的魔法态提取

权利要求书

1.一种用于在量子计算设备上提取魔法态的方法，所述魔法态被编码在包括外码的[[n,k,d]]块码中，所述方法包括：

使用n个数据量子比特制备k个编码的噪声魔法态；

在所述n个数据量子比特上测量克利福德稳定子，从而对所述n个数据量子比特应用内部误差校正码；

初始化k个输出量子比特；

启动从所述k个编码的噪声魔法态导出的k个提取魔法态向所述k个输出量子比特的隐形传送；

在所述n个数据量子比特上测量所述X稳定子，并在所有+1的结果上进行后选；

利用所述Z稳定子破坏性地测量每个数据量子比特，并对所述n个数据量子比特应用一个或多个后选条件，以完成将所述k个提取魔法态向所述k个输出量子比特的所述隐形传送；以及

在量子计算中使用所述k个提取魔法态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述外码是由[[6,2,2]]表示的二阶正常弱自对偶CSS码，其中n＝6，k＝2，并且d＝2；

其中使用n个量子比特制备k个编码的噪声魔法态包括：

1)在中初始化6个数据量子比特，并将和放在量子比特阵列的一侧上，

2)在所述6个数据量子比特上测量XXXXII和IIXXXX，并在所述6个数据量子比特上应用Z测量以获得包括具有ZIZIZI≈IZIZIZ≈+1的逻辑状态的逻辑量子比特，以及

3)经由测量X_t1X₁、X_t2X₂，然后测量Z_t1、Z_t2，再对所述逻辑量子比特进行泡利Z校正，将量子比特t1、t2中的状态隐形传送到所述逻辑量子比特中，所述泡利Z校正基于X_t1X₁、X_t2X₂和Z_t1、Z_t2的测量，X₁和X₂是逻辑算子X₁＝XIXIXI和X₂＝IXIXIX；

其中在所述n个数据量子比特上测量克利福德稳定子包括：

4)在所述数据量子比特上应用

5)在所述数据量子比特上测量两次，并对所有+1的结果进行后选，以及

6)在所述数据量子比特上应用

其中初始化k个输出量子比特包括：

7)在中初始化两个输出量子比特o1、o2；

其中启动所述k个编码的魔法态向所述k个输出量子比特的隐形传送包括：

8)测量X_o1X₁两次，结果为x₁、x′₁；

测量X_o2X₂两次，结果为x₂、x′₂；

对一致的结果x₁＝x′₁和x₂＝x′₂进行后选，以及

如果x₁＝-1，应用Z_o1，以及如果x₂＝-1，应用Z_o2；

其中在所述n个数据量子比特上测量所述X稳定子并对所有+1的结果进行后选包括：

9)在所述6个数据量子比特上测量XXXXII和IIXXXX，并对所有+1的结果进行后选；

其中利用所述Z稳定子破坏性地测量每个数据量子比特并对所述n个数据量子比特应用一个或多个后选条件以完成将所述k个提取魔法态向所述k个输出量子比特的所述隐形传送包括：

10)在所述Z基上破坏性地测量个体数据量子比特，以获得结果z₁,…z₆，并在条件z₁z₂z₃z₄＝+1和z₃z₄z₅z₆＝+1两者上进行后选，以及

如果z₁z₃z₅＝-1，应用X_o1，以及如果z₂z₄z₆＝-1，应用X_o2；以及

其中所述k个提取魔法态包括2个T态。