利用动态解耦实现量子退火的实际噪声抑制——迈向基于囚禁离子的工业级优化
量子退火是解决组合优化问题的一种框架。尽管它为量子硬件的实际应用提供了可行路径,但其在真实设备中的性能受到环境噪声的严重限制,这些噪声会降低求解质量。该研究团队通过周期性应用实现全局自旋翻转的动态解耦脉冲,研究了量子退火协议中局域场噪声的抑制方法。 作为测试问题,研究人员构建了仅需5个和9个量子比特的最小多目标跟踪QUBO实例,以及5个和6个量子比特的切割下料问题实例。为了将结果置于实际应用场景中,该工作采用基于磁梯度诱导耦合的囚禁离子平台作为参考架构,用以定义实验现实的噪声和耦合参数。研究表明,此类系统中典型的外部磁场波动会显著降低退火保真度,而当前实验可实现的中等速率动态解耦脉冲能将性能恢复至接近理想水平。 分析计算结果显示存在普适标度行为:保真度由噪声幅度与动态解耦脉冲间隔构成的广义参数决定。虽然分析基于囚禁离子平台,但所提出的噪声抑制策略及其带来的性能提升适用于多种量子退火实施方案,为近期设备建立了切实可行且可扩展的误差缓解路径。