林德布拉德动力学中泡利噪声的对称性
刻画量子电路中的噪声从根本上受到规范自由度的限制;某些参数,例如态制备与测量(SPAM)误差各自的贡献,原则上无法从门集合内的任何实验中学习得到。本文研究表明,实际噪声过程的物理结构对门噪声通道的泡利保真度施加了近似对称性约束。这些对称性将泡利算符 \(P\) 的保真度与其门共轭算符 \(U_g P U_g ^{\dagger}\) 的保真度联系起来,并且仅利用误差类型(而非其大小)的知识即可固定规范。利用林德布拉德摄动理论,作者分析了一类广泛的克利福德门,包括 \(ZZ_{π/2}\)、CZ、CNOT、iSWAP 和 SWAP,并证明相干误差不会导致一阶不对称性,而只有一组受限的、主要呈非对角形式的耗散误差才能在一阶上破坏对称性,为此推导出了简单的选择规则。值得注意的是,常见的单量子比特噪声源,如 \(T_1\) 弛豫和 \(T_{2φ}\) 纯退相,仅能在二阶上引起不对称性。利用这些对称性来固定规范,可以系统性地识别 SPAM 误差,从而简化误差表征与缓解。该研究在 IBM Kingston 上通过数值和实验方式验证了上述结果。

