量子科技中心_量科网

在量子计算机上模拟开放量子系统面临一个根本性挑战：开放量子动力学本质上是非幺正的，而量子计算机通过幺正演化运行。传统方法通过将非幺正过程编码为幺正电路来克服这种不匹配，但这类方法会消耗大量量子比特和逻辑门资源。该研究团队提出了一种新视角：量子处理器本身就是开放系统，天然受噪声影响。研究人员展示了如何将噪声转化为计算资源，而非先纠正所有错误再用逻辑比特和幺正门编码非幺正动力学。该工作开发了一种噪声辅助量子算法，能选择性地保留物理噪声来模拟非幺正通道，从而以最少量子比特需求实现开放量子系统的高效模拟。该方法既适用于含噪声中等规模量子（NISQ）设备，也适配未来容错架构。通过利用本征噪声，该技术绕过了将非幺正动力学编码为幺正门的需求，降低了对物理比特保真度的要求，从而减少了量子纠错的开销。该框架将噪声从限制因素转化为资源，为开放系统的实用量子模拟开辟了新方向。