课程大纲

量子噪声与退相干基础

  • 量子噪声的来源
  • 噪声通道及其数学模型
  • 退相干对计算的影响

纠错框架简介

  • 稳定子形式
  • 逻辑量子比特与症状测量
  • 编码与解码概念

使用Google Willow进行量子纠错

  • Willow的误差建模工具
  • 实现稳定子电路
  • 调试和分析Willow生成的日志

表面码与拓扑保护

  • 表面码的结构
  • 基于格点的逻辑操作
  • 在Willow中模拟拓扑纠错

容错门操作

  • 横向门与代码切换
  • 魔法态蒸馏
  • 在Willow中实现容错门

噪声缓解技术

  • 动态解耦策略
  • 误差抑制与误差纠正
  • 在Willow中实现混合噪声缓解工作流程

性能评估与基准测试

  • 估算逻辑错误率
  • 比较不同噪声环境下的代码表现
  • 使用Willow实验进行容错基准测试

高级架构与可扩展量子系统

  • 设计可扩展的逻辑量子比特网络
  • 分布式容错架构
  • 量子可靠性研究的未来方向

总结与下一步

要求

  • 理解量子计算原理
  • 具备量子电路开发经验
  • 熟悉线性代数和纠错码

受众

  • 量子研究人员
  • 从事高级计算系统工作的工程师
  • 设计容错量子架构的专业人士
 21 小时

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