量子科技中心_量科网

量子态表征对验证量子设备至关重要，但传统量子态层析技术会随系统规模扩大而面临难以承受的资源消耗。直接层析技术通过选择性获取单个复杂密度矩阵元素提供了独特解决方案，尤其适用于稀疏目标态和特定验证任务。本研究团队提出了一种结合强测量估计与扇出耦合架构的直接量子态层析方案，实现了系统量子比特与单个测量量子比特间的可交换相互作用，从而获得与系统规模无关的恒定电路深度。值得注意的是，这种对合扇出耦合在重复操作时会退化为恒等操作，为量子误差缓解提供了直观的噪声缩放模型。该工作通过IBM量子平台在超导量子处理器上完成实验验证，成功实现四量子比特态重构，并利用误差缓解技术完成20量子比特GHZ态保真度的单电路估计。与传统层析结果的一致性及效率提升表明，该方案有望成为重构完整量子态和可扩展验证任务的有效途径。