情境感知门集层析成像:通过利用非马尔可夫性改进离子阱通用门集的自洽表征
在推进当前量子计算机噪声特性的研究过程中,门集合层析成像(GST)作为一种自洽的层析协议崭露头角,它能精确估计包括噪声量子门、状态制备和测量在内的完整操作集合。最初版本的GST通过顺序施加量子门来提高估计精度,但前提是这些噪声门必须表现为与门序列历史无关的固定完全正且保迹(CPTP)映射。这种“马尔可夫性”假设有时与实验证据相矛盾,因为可能存在时间相关噪声导致非马尔可夫动力学,或者缓慢漂移和累积校准误差引发上下文依赖性——使得序列中构成的CP可分解映射实际会随电路深度变化。该工作针对采用声子媒介双量子门操作的囚禁离子设备,通过高保真光移门的微观建模,改造GST以捕捉上下文依赖性的主要来源:运动自由度。研究表明,上下文依赖性非但不会使GST失效,反而可以融入门集合的参数化表征,从而降低GST的采样成本。这些成果为适用于其他可结合微观建模平台的“上下文感知型GST”开发指明了一条前景广阔的研究路径。
