数字量子设备中局域期望值的平均计算基准测试

随着量子设备逐步迈向量子优势阶段,其性能评估难度也随之增加。一个关键挑战在于如何超越单一操作测试,评估整体计算质量。该研究团队提出了一种创新性方案:通过将目标计算与其变体相结合,在平均处理后获得经典可解的关联函数。值得注意的是,这些变体完全保留了原始电路的架构和深度,并未将门操作简化为经典可模拟集合。该方法的核心在于用相似门操作的集合替换每个量子门,这些集合在平均处理后形成时空信道(参考P. Kos和G. Styliaris在Quantum 7, 1020 (2023)的研究)。研究人员针对任意砖墙式电路,提出了生成此类信道的显式集合构造方法,并通过半定规划提供寻找新集合的系统方案。最终获得的平均计算保留了原始电路的重要信息,并能探测超越Clifford基准测试范畴的噪声。研究还表明,估计平均计算期望值仅需运行有限数量的不同电路实现。

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