闭环相位相干补偿用于超导量子比特:极光方法的计算与硬件集成验证
该研究团队提出基于模拟器的“Aurora-DD”硬件可行性研究,这是一种相位相干补偿方法,通过将全局相位偏移Δϕ的符号反馈更新与固定深度的XY8动态解耦(DD)框架相结合。从控制角度看,Aurora属于闭环控制器,但本工作采用校准模拟器离线完成反馈优化,并将最终优化的Δϕ*作为预校准(开环)相位补偿部署于硬件。因此,该成果应被解读为“离线闭环-在线开环”的可行性验证,而非完整的设备端自适应控制器。 使用基于ibm_fez设备参数校准的Aer模拟器时,Aurora-DD显著降低了测量期望值⟨Z⟩的均方误差(MSE),在ϕ∈{0.05,0.10,0.15,0.20}的相位设置下,经过n=30次随机试验获得68%-97%的改善效果。大样本模拟结果提供了统计稳定性证据,表明XY8与Δϕ*的协同作用可同时抑制退相干和系统相位偏差。 在真实超导硬件(ibm_fez)上,研究人员开展了小样本(n=3)多相位验证实验。在有限样本条件下,Aurora-DD的绝对误差点估计值较无DD基准线降低约99.2%-99.6%,而单独使用DD或Δϕ的方案虽改善幅度较小但效果一致。需说明这些硬件数据受限于队列、漂移和算力约束,仅作为可行性证据透明报告,并非确定性总体统计结论。 对比之下,辅助分支Aurora+ZNE表现出不稳定性:浅层两点ZNE有时会放大校准不一致性并产生显著误差异常值,尤其在结合深层DD模块时。因此研究人员将所有ZNE分析移至附录作为警示案例,并将无ZNE的Aurora-DD定位为本工作具有实际可复现性的核心贡献。 总体而言,模拟器与硬件的联合结果表明,预校准Aurora-DD可作为单量子比特场景下实用、稳定且兼容NISQ设备的相位相干补偿方案。
量科快讯
2 小时前
3 天前



