量子科技中心_量科网

虚拟Z门已成为实现快速、高保真单量子比特操作的关键技术。然而，虚拟Z门要求系统的双量子比特门必须通过微波激活，或对单量子比特Z旋转进行归一化处理——即由X门、SWAP门和任意相位门构成的群生成。该研究团队将虚拟Z门理论拓展至脉冲层面，这一突破既为门设计奠定基础，也为近期脉冲级量子算法的发展提供了支撑。这类算法试图通过消除门编译与转译带来的开销，充分发挥当前含噪声中等规模量子（NISQ）设备的潜力。 为扩展虚拟Z门理论，研究人员通过调控量子处理器的脉冲序列时间伸缩，建立了与平台无关的虚拟Z脉冲理论框架。该工作还分别在半导体自旋量子比特和超导量子处理器架构上，提供了虚拟Z脉冲的具体实现案例。此外，研究团队系统梳理了硬件对虚拟Z脉冲的支持现状，发现采用新方法后，原本不支持虚拟Z门的硬件也可实现虚拟Z脉冲（进而实现虚拟Z门）。 该研究还展示了虚拟Z脉冲在脉冲级算法中的两项拓展应用：其一，拓宽了能以模拟方式原生模拟的哈密顿量类别；其二，增强了基于脉冲的变分量子算法的表达能力。