基于重复码的跨硬件平台与世代的读出错误检测与纠正

读取错误是当前量子处理器中主要的噪声来源之一,既限制了期望值估计,也影响了基于采样的应用。由于这些错误仅影响经典的测量结果,因此可以使用经典编码技术来应对:在测量之前,每个数据量子比特通过辅助量子比特进行冗余编码,并通过后选择或多数投票对得到的比特串进行解码。与传统的读取错误缓解方法(仅修正期望值等汇总量)不同,该方法作用于单个测量样本,因此可以产生近似校正后的样本。该团队对基于重复码的读取错误检测与纠正进行了系统的跨平台和跨代实验评估。该工作使用相同的协议,在IBM Heron r1-r3超导处理器和Quantinuum H1、H2离子阱处理器上进行基准测试,同时独立改变码距、硬件代次和编码布局。研究发现,在所测试的每一款设备和每一代硬件上,错误检测和纠正均能提升读取保真度,即使在后续硬件版本中未编码基线有了显著改善。与此同时,额外冗余的价值高度依赖于底层硬件。在超导处理器上,编码引入的额外门错误迅速抵消了其优势,而在离子阱处理器上,由于门错误率要低得多,更大的码距仍然具有优势。
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提交arXiv: 2026-06-29 17:43

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