由量子读出误差缓解引起的指数偏差
对于噪声中等规模量子器件而言,误差缓解技术是获得合理精度实验数据的必要手段。基于测量误差矩阵求逆的方法被广泛应用于量子计算实验中以缓解读出误差。从原理上讲,状态制备与测量(SPAM)误差本质上难以区分。这意味着虽然读出校准矩阵能缓解读出误差,但同时会给实验数据引入额外的初始化误差。该工作表明,传统测量误差缓解方法会引入随量子比特数增加呈指数增长的系统误差。为说明其具体影响,研究人员以大规模纠缠态制备与测量为例——这些操作通常用于表征量子处理器性能。研究证实,在存在状态制备误差的情况下,大规模纠缠态的保真度会被显著高估。此外,该团队还发现,随着系统规模扩大,变分量子本征求解器和时间演化方法等主流量子算法的输出结果会严重偏离理想值。这些证据表明,状态制备误差的基准测试和处理需比当前更加审慎。为证明特定量子比特规模下读出误差缓解技术的有效性,研究人员计算了可接受状态制备错误率的上限。
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