UCL与NQCC研究人员在Quantinuum H2上测量QLDPC码块中的单个逻辑量子比特

一篇预印本报告了在Quantinuum H2-2离子阱处理器上实现的QLDPC手术：读取码块中两个编码量子比特之一，另一个保持完好。

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把多个逻辑量子比特装进同一个码块的纠错码，有望降低容错量子计算的硬件成本，但前提是每个编码量子比特都能被单独操作。一篇新的预印本恰好报告了这一能力的硬件测试。University College London的Surabhi Luthra与英国National Quantum Computing Centre（NQCC）的Alex Owens利用Quantinuum的H2-2离子阱处理器，在一个双量子比特码块中测量了其中一个逻辑量子比特，而没有扰动另一个。这种技术被称为QLDPC手术（QLDPC surgery）。

发布内容

论文Individually Addressed Logical Pauli Measurements by QLDPC Surgery on a Trapped Ion Quantum Computer于2026年10月28日提交至arXiv。作者表示，据他们所知，此前尚无人在硬件上通过QLDPC手术测量多量子比特码块中的单个逻辑量子比特。他们指出，以往的手术实验采用的是格点手术（lattice surgery），且每个码块只包含一个逻辑量子比特。

技术细节

研究团队使用[[10,2,3]]广义自行车码（属于量子低密度奇偶校验码，即QLDPC码家族），将两个逻辑量子比特编码到十个物理数据量子比特中。为了读出选定的逻辑算符，码块会暂时与一个由额外量子比特组成的辅助“小装置”（gadget）相连。在小装置上测得的校验结果揭示目标逻辑算符的取值，而码块在此后仍留在其码空间内。因此这种测量是非破坏性的，不同于会使编码态坍缩的横向（transversal）读出。

根据论文，结果如下：

使用七个小装置量子比特进行单轮手术，测量第一个逻辑量子比特的X算符，错误率为0.72%，并与随后错误率为1.03%的横向测量结果一致。
通过对三轮症状（syndrome）提取进行解码，小装置的测量错误率降至0.26%以下。
在三轮测量期间，未被寻址的“旁观者”逻辑量子比特以0.21%的错误率得以保留；手术后的症状也证实码块已回到码空间。
复用同一批小装置量子比特，先在第一个逻辑量子比特上测量X，再在第二个上测量Z，第二次测量的错误率为1.12%。

作者指出，他们的小装置构造适用于任意QLDPC码，并构成了一种名为Pinnacle的拟议架构中处理模块的基础。

为何重要

论文提到，基于表面码的容错方案每个逻辑量子比特需要数百到数千个物理量子比特。QLDPC码可以通过在每个码块中存储多个逻辑量子比特来降低这一开销，但需要超越最近邻的连接，以及对每个编码量子比特单独寻址的方法。非破坏性、可单独寻址的泡利测量，再配合魔术态（magic state）的供应，就足以在所谓基于泡利的计算模型中实现通用计算。作者将这些结果描述为对QLDPC架构所依赖的手术原语的硬件验证。

后续看点

这项工作是尚未经过同行评审的预印本，使用的是距离为3的小型码。悬而未决的问题包括：同样的小装置方法能否在更大、距离更高的码上奏效；它如何与魔术态供应结合以实现完整的逻辑计算；以及采用固定而非可重构连接的硬件能否以合理的量子比特成本支持它。