盲催化量子纠错:无需先验知识的目标态估计与保真度恢复

催化量子纠错(CQEC)通过催化协变变换恢复量子态,但需完全掌握目标态信息。本研究提出盲催化量子纠错技术,其仅根据噪声输出估计目标态后再进行催化恢复。研究人员在三种噪声模型(退相位、退极化、振幅阻尼)、四种量子算法(维度d=4–64)、最高d=256的哈尔随机态及不同纯度混合态目标下,对五种估计策略进行了基准测试。关键发现包括:(i)在无需噪声模型知识情况下,相干性最大化方法对d≤16的量子态实现恢复保真度Frec>0.95,与理论最优值差距不超过4%;(ii)当d=64时需采用信道反转方法(Frec=0.905);(iii)估计保真度与恢复保真度呈线性相关(r>0.99),表明目标态估计是唯一瓶颈;(iv)解析得出的临界维度d*≈25–40划分了无噪声模型与噪声信息依赖的两种机制区间,可通过混合插值策略实现过渡;(v)副本缩放遵循1−F(n)∼n−α规律(α∈[0.4,2.2]),涵盖统计平均与去噪协同两个极限。标准线性层析成像作为CQEC目标估计器失效,验证了考虑退相干策略的必要性。针对H2分子的端到端变分量子特征求解器实验表明,采用信道反转的盲CQEC技术可实现能量误差降低3.4倍。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-13 08:27

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