量子科技中心_量科网

量子态层析（QST）是一种通过测量数据重构未知量子态密度矩阵的关键技术，对量子信息处理至关重要。然而传统QST所需的测量次数会随系统维度呈指数增长，这对高维系统构成重大挑战。为缓解这一问题，压缩感知量子态层析（CS-QST）被提出，可大幅减少所需测量次数。本研究探究了CS-QST中基矢选择对高维量子信息处理基础单元——qudit系统的影响，通过数值重构密度矩阵并采用保真度和迹距离指标评估重构精度，对比了广义盖尔曼（GGM）基与海森堡-外尔可观测量（HWO）基的效率。结果表明：虽然两种基矢均能成功重构密度矩阵，但随着qudit维度增加，HWO基效率优势逐渐显现。此外，该团队还拟合出估算达到95%以上保真度所需测量算子数量的最佳曲线。这些发现揭示了基矢选择在CS-QST中的重要性，为优化高维量子态层析测量策略提供了重要参考。