量子科技中心_量科网

近期量子计算任务需要误差管理，然而两种最轻量级技术——量子误差检测（QED）和概率误差消除（PEC）——具有互补的成本特性，其联合架构设计空间尚未被探索。QED通过编码逻辑量子位并丢弃错误标记的运行，以较低的量子位开销过滤噪声，但会残留误差；PEC可通过软件校正这些残留误差，但会随噪声强度呈指数级增加成本。若QED能高效降低每门操作的噪声，PEC节省的成本可能超过QED的丢弃开销；但要实现这一点，需要解决两个系统级设计挑战。 首先，QED检测间隔（插入检测周期的频率）是可调节的架构参数，决定了成本与精度的权衡。研究人员推导出效率条件，证明在评估的所有代码中，标准每门操作一检测周期的频率无法实现收支平衡，而针对高频Iceberg代码优化间隔则可实现。其次，该团队发现简单的PEC+QED集成会使精度低于单独使用QED的基准水平，其根源在于首个检测周期中的瞬态误差会破坏PEC的噪声模型。为此开发了稳态提取技术——一种协同设计的表征协议，可隔离稳态误差行为，将估计偏差降低高达10.2倍。 在运行QAOA（p=4-8）的[[6,4,2]] Iceberg代码且固定测量次数条件下，相较于物理量子位上的PEC方案，PEC+QED联合方案实现了2-11倍的绝对误差降低和最高31倍的均方误差降低，且每个间隔节省的成本会随间隔深度产生复合效应。