在IBM量子计算机上实现增强型算法完美状态传输
通过自旋链实现完美态传输（PST）理论上可通过预先设计的PST耦合获得。然而在IBM量子计算机上的实验表明，由于噪声干扰，传输成功率（SP）较低。该团队利用其127量子比特的“鹰”处理器中的少量量子比特，在ibm_sherbrooke和ibm_brisbane处理器上进行了XY自旋链的算法化PST模拟，并同步开展Qiskit仿真实验。结果发现峰值SP无法达到1（N=4时峰值SP约为0.725）。
研究人员提出了一个包含泡利误差、热弛豫（T1）、退相干（T2）和ZZ串扰的综合噪声模型。基于IBM超导量子计算平台提供的实验参数，采用该综合噪声模型进行Qiskit仿真后，发现SP随时间演化的规律与实验结果高度吻合。仿真结果显示在t≈π/4时获得0.761的峰值SP，与硬件实测结果高度匹配。
为降低噪声影响，该工作采用重标定技术来校正噪声引起的时间偏移和SP衰减，使仿真环境中的SP提升0.210（27.60%），硬件实测提升0.263（38.23%），同时使击中时间更接近理想值。此外，通过网格搜索设计最优耦合参数，并在综合噪声模型下采用贝叶斯优化进行参数微调，最终实现仿真环境SP提升0.190（26.21%），硬件实测提升0.056（7.72%）。
这项研究揭示了在当前量子计算机上实现算法化PST面临的核心挑战，提出了能有效描述系统动力学的综合噪声模型，为开发抗噪声量子通信协议提供了重要启示。
