HyQBench:面向混合连续-离散变量量子计算的基准测试套件
混合连续变量(CV)-离散变量(DV)量子系统通过将量子模式(qumodes)的高维编码能力与DV量子比特对耦合量子模式的控制相结合,为量子计算提供了前景广阔的发展方向。近期在混合CV-DV量子计算领域已取得令人振奋的进展,包括变分算法、纠错技术、哈密顿量模拟的编译器级优化等。然而,目前仍缺乏标准化的CV-DV基准测试套件来评估各类新兴硬件平台及混合CV-DV电路的软件优化效果。 该研究团队提出了一种面向混合CV-DV电路的仿真与基准测试框架,其实现基于专为CV-DV系统建模设计的Bosonic Qiskit工具,并辅以QuTip进行功能正确性验证。研究人员构建并表征了具有代表性的CV-DV基准测试集,涵盖猫态生成、GKP态生成、CV-DV态转移、混合量子傅里叶变换、变分量子算法、哈密顿量模拟以及Shor算法等核心任务。为评估电路复杂度和可扩展性,该工作定义了一个特征图谱,将其分为两大类:通用特征(如量子比特/量子模式数量、门操作计数)和CV-DV专属特征(如维格纳负性、能量、截断代价)。这些指标可同时评估经典可模拟性和硬件资源需求。 实验结果表明(包括一项真实硬件基准测试),混合CV-DV架构不仅具有可行性,而且特别适用于从优化问题到哈密顿量模拟等一系列计算任务。该框架为混合量子系统的系统性评估和未来发展奠定了基础。
量科快讯
1 天前
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