一种估算α-稳定器雷尼熵的纯度量算法

“非稳定态性”(或称“魔法态”)在多数容错架构中是实现通用量子计算的关键资源;获取具有非稳定态性的态能实现经典模拟无法完成的量子计算。因此,对未知态的这一资源进行量化,对其在量子计算中的应用价值评估至关重要。稳定子雷尼熵已成为实现该目标的核心工具,其已支撑起一种高效测量非稳定态性的算法。此外,该工具还成功揭示了非稳定态性与其他量子现象之间的关联。本工作中,该团队提出了一种测量未知量子态稳定子雷尼熵的新算法。首先,研究人员证明:通过对某纯态|ψ⟩的α个副本实施特定信道操作,可生成一个态,其纯度编码了α-稳定子雷尼熵。该研究详细阐述了实施该信道的多种方法,并借助现有纯度测量算法,构建出适用于所有整数α>1的α-稳定子雷尼熵测量方案。该方案已在量子比特上完成基准测试,并与其他已知算法进行资源需求对比。最终,该工作揭示出算法中存在非稳定态性与纠缠态的关联机制,为两类资源间的关系提供了新见解。

量科快讯