量子算法的鲁棒性:最坏情况下的保真度界限及其对设计的启示

噪声硬件上产生的误差是可靠量子计算面临的关键挑战。现有技术如误差校正、缓解或抑制通常将误差处理与算法分析设计分离。该工作提出了以算法为核心的替代框架,用于理解和提升抗误差鲁棒性。针对给定量子算法和误差模型,研究团队推导了可显式计算的最坏情况保真度界限以验证鲁棒性,考虑了包括相干误差与(马尔可夫)非相干误差在内的通用误差模型,并采用基于集合的误差描述来应对误差的不确定性或时变性。相关成果通过优化理论鲁棒性度量,为稳健算法设计和编译提供了指导原则。算法分析与鲁棒优化的数值实验验证了该框架的实用性。

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