2025年12月,Infleqtion在铯(Cs)中性原子量子计算机上实现了[[4,2,2]]误差检测码——将4个物理量子比特编码为2个逻辑量子比特(码距d=2)。包含标志量子比特在内共6个物理量子比特以6 µm间距排列在六角晶格上。CZ门中位保真度达99.48%,GR门保真度99.96%,电路通过SUPERSTAQ编译器与NVIDIA CUDA-Q GPU加速联合优化。
实现了三项核心成果:
- 首次完整验证Gottesman 2016容错基准测试协议(3种初始态 × 147个随机电路):|00⟩输入下逻辑量子比特TVD 0.7%,物理量子比特为10.5%——误差降低15倍。
- 逻辑贝尔态保真度99.33%,相比物理量子比特贝尔保真度91.71%——提升12.4倍。
- 首次将纠错码应用于材料科学:利用[[4,2,2]]码制备单杂质Anderson模型(SIAM)基态,相比物理量子比特相对误差降低6倍。
这些结果表明[[4,2,2]]码处于通向通用容错量子计算C4/C6级联码的路径上,小规模逻辑量子比特在现有硬件上已能为近期应用提供切实的精度提升。