单次GHZ态表征与连通性感知扇出结构

该团队提出了一种实用方法,可将任何用于制备n量子位GHZ态的CNOT模块(深度为L)转换为深度仅2L−1的n量子位扇出门(多目标CNOT),且无需辅助量子位。基于已知制备GHZ态的对数深度电路,该方法能构建深度为2log₂(n)−1的n量子位扇出门,复现了此前无辅助比特的构造方案。研究人员将此方法应用于受限的重六边形连接架构,实现了深度O(n^(1/2))的n量子位扇出门,同样复现了理论复杂度构造。在ibm_fez架构上,该方法实现了深度33的156量子位扇出构造。此外,该工作还展示了如何利用这些n量子位扇出构造,以相同深度测量n体泡利群中的完全对易可观测量集合,从而实现对给定已知基下任何GHZ类态的高效单次表征——例如在ibm_fez架构上仅需电路深度33(制备需额外深度17)即可完整表征156量子位GHZ态的单个副本。

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提交arXiv: 2026-02-12 11:31

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