在超导量子处理器中通过增强的玻色编码实现压缩态的数字量子模拟

该研究团队提出了一种在超导量子处理器上模拟单模压缩态的全数字方法,采用了一种增强的玻色编码策略。通过将多达2n个光子福克态映射到n个量子比特上,该框架利用基于格雷码的编码策略,相比传统的一热编码或二进制映射,减少了门操作的开销。研究人员进一步优化了资源使用,仅对具有偶数光子的福克态进行模拟,从而在给定量子比特数量的情况下,有效地将可表示的光子数范围扩大了一倍。为了克服当前硬件中的噪声和有限相干性,该工作采用了变分量子模拟协议,通过迭代优化来调整浅层参数化电路。在祖冲之二号超导平台上实现后,该方法展示了从真空态制备(r=0)到超过福克空间截断极限的压缩水平(r>1.63)的参数扫描中的压缩态动力学。实验结果通过量子态层析和维格纳函数分析得到验证,证实了高保真态制备,并展示了格雷码启发技术在近期基于量子比特的处理器上实现连续变量物理的潜力。

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