量子科技中心_量科网

在容错技术成熟前，量子模拟会受到量子计算机固有噪声的影响。在此阶段，若观测结果具有抗噪声稳定性——即观测误差与系统规模无关——将极大提升数据有效性。这种稳定性在局域噪声作用下的局域系统中通常存在，但费米子系统中由于需将费米子自由度编码为量子比特，可能引入非局域性，使稳定性更脆弱。本研究系统分析了费米子-量子比特映射方案的噪声稳定性：通过构建包含局域酉算符层与单量子比特泡利噪声交替作用的D维噪声量子电路模型，发现当采用局域费米子编码时，在具有空间关联衰减特性（幂律衰减指数μ>D即满足条件）的量子态中，二次费米子观测量能保持噪声稳定性。与之相对，研究证明在二维系统中，Jordan-Wigner等非局域编码或Bravyi-Kitaev变换等准局域编码均无法实现此类稳定性。该成果从理论上证实：被研究物理系统的关联衰减特性能为局域费米子编码提供噪声防护，这为近期量子模拟实验的设计提供了重要指导原则。