编译感知的概率量子误差消除

由于当前量子硬件存在规模限制和高错误率的问题,量子计算机在执行具有实际应用价值的任务时超越经典计算机的潜力在短期内仍面临挑战。虽然量子纠错(QEC)为实现容错提供了一条清晰路径,但解决可扩展性问题仍需时间。早期应用可能会依赖量子纠错与量子错误缓解(QEM)相结合的方法。本研究团队提出了一种针对编译错误和逻辑门噪声的QEM方案,该方案与电路设计、QEC编码和编译器无关。该方案基于准概率分布方法,利用电路中门编译的信息,以恒定的样本复杂度开销获得无噪声期望值的无偏估计。此外,与仅依赖QEC的策略不同,该方案的最大电路规模和QEC码距均与目标精度无关。研究人员将缓解过程表述为线性规划问题,通过数值模拟验证了其有效性,并以估算纽结的琼斯多项式为例进行了说明。该方法显著降低了高精度估算所需的量子资源,为实现具有精度无关开销的容错量子计算提供了实用路径。

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