制造一些噪声!衡量现实量子软件中的噪声模型质量

噪声与缺陷是当前NISQ系统量子软件工程中普遍面临的挑战,即使在后NISQ时代,基于软件机制实现的逻辑纠错量子比特仍将使其保持重要性。由于实际量子硬件仍受限于规模和可访问性,经典模拟中的噪声模型(某些情况下可超越实际系统维度)对理解量子算法性能及纠错缓解机制特性具有关键作用。 该研究团队在大型量子模拟系统(Qaptiva)上基于Kraus信道形式,提出、实现并验证了一种可调节噪声模型。通过采用IBM量子系统(IBMQ)的实测噪声数据校准模型,研究人员构建出高真实度的模拟环境。通过工业用例中的GHZ态制备和量子近似优化算法(QAOA)实验验证,该方法在合理计算成本下实现了硬件行为的精确模拟,实验评估结果证实了其有效性。 针对现有文献指标无法评估的大规模问题实例,该团队设计并采用了一种噪声模型质量判定方法。为挖掘未来量子软件与算法的潜力,研究人员将噪声模型外推至未来部分容错系统,揭示了硬件特异性噪声建模与硬件感知算法开发间的相互作用机制。

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