中性原子量子处理器中单量子比特门的基准测试
该研究团队展示了在中性原子量子处理器上实现单量子比特门的基准测试结果,采用直接随机基准测试(DRB)和门集层析成像(GST)两种方法。DRB协议通过制备稳定子态、施加m层原生单量子比特门并在计算基下进行测量,为随机泡利噪声模型提供了高效的误差表征方法。GST技术则能对量子过程(包括量子门、输入态和测量操作)进行完整自洽的重构。两种协议均具有对状态制备与测量(SPAM)误差的鲁棒性,为量子门保真度评估提供了互补视角。 针对单量子比特门,DRB测得的平均保真度达到99.963±0.016%。该方案进一步应用于全局单量子比特控制的25量子比特阵列。GST测试结果与DRB数据具有一致性。该工作还提出了一种GST规范优化流程,通过将重构的量子门、输入态和测量操作转换到规范参照系,在保持物理约束条件下实现有意义的保真度比较。通过斯蒂费尔流形上的优化过程,确保了操作算子的完全正定性和迹保持等物理约束。综合分析表明,结合使用互补性基准测试技术有助于表征可扩展量子体系结构的性能。
