量子科技中心_量科网

硬件上的量子协议会受到噪声干扰，导致性能受限。用于解决错误的协议（如纠错或误差缓解）若遭遇违背其关键假设的噪声，可能无法有效对抗量子计算中的误差。然而，目前用于在实际操作条件下表征此类失效的工具十分有限。例如，尽管可以采用暴力模拟来评估这类失效对少量输入态的影响，但此类模拟无法完整描述噪声如何在完整量子希尔伯特空间中改变态空间的演化。 该研究团队将受实际噪声影响的量子计算与随机超算子系综相关联，并研究了该系综上的特征谱与奇异值谱分布。研究人员提出了一种基于矩阵切尔诺夫浓度的新理论框架，用于表征随机复矩阵的奇异值。利用该框架，该工作分析了误差缓解和纠错中未被完善处理的误差，发现奇异谱的分布取决于噪声如何违背这些协议的关键假设。 最后，该工作定量讨论了如何将相关方法应用于理解量子计算的极限行为，例如为特定量子马尔可夫过程族建立谱隙和弛豫时间。这项研究为诊断何时可信赖噪声量子计算机的输出结果开辟了新工具路径。