用于创建可扩展量子算法基准的软件

为量子计算机构建可扩展、可靠且合理设计的基准测试面临诸多挑战:传统基准测试方法存在指数级复杂度扩展问题,对关键错误类型不敏感,或采用缺乏理论依据的性能指标。此外,精心设计的基准测试套件无法涵盖所有重要量子电路或算法,因此需要开发能便捷创建新型基准测试的工具。本研究工作推出了一款软件工具,可根据用户指定的量子电路和算法,生成以合理性能指标(过程保真度)为核心的可扩展基准测试。该工具名为SCARAB,通过采用镜像电路保真度估计和子电路体积基准测试等高效保真度评估技术,即使面对包含数千乃至百万量子比特的电路,也能创建高效稳健的基准测试。SCARAB提供简洁的交互界面,使非量子计算机基准测试理论或噪声研究领域的用户也能构建可靠测试方案。研究团队通过以下应用案例展示了SCARAB的灵活性与强大功能:将现有低效基准转化为高效测试;构建用于探究哈密顿量模拟中硬件与算法权衡的测试;量化近似电路编译的实际效能;以及利用子电路创建用于评估目标电路执行进展的基准测试。

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提交arXiv: 2025-11-03 23:53

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