高效保真度估计:基于少量局域泡利测量

随着量子设备规模扩大,量化实验态与目标态的接近程度变得至关重要且具挑战性。保真度是标准度量指标,但现有估计器要么需完整层析成像,要么仅适用于受限态/测量族。黄、普雷斯基尔和索莱马尼法尔(《自然·物理》2025)提出了一种高效认证协议,仅需多项式次数的非自适应、单拷贝局域泡利测量即可验证哈尔随机态。该研究团队采用相同数据收集方案,但将其重构为具有严格性能保证的保真度估计协议,并拓宽其适用性。研究人员通过分析该估计器的偏差,将其性能与目标态诱导马尔可夫链的混合时间τ相关联,解决了黄等人提出的三个开放性问题。该工作将分析范围从哈尔随机态扩展到t-设计态、低深度随机电路制备态、物理相关态及混合态族,提出了k-广义局域逃逸性质来判断保真度估计协议何时兼具高效性和准确性,并设计实践检验方法验证其对任意态的适用性。该成果实现了可扩展基准测试、误差表征和层析辅助,支持高维自适应量子算法,并阐明了从局域测量中学习的基本极限。
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提交arXiv: 2025-10-09 12:35

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