具备中期测量错误感知的量子电路编译框架

动态量子比特测量(MCM)技术为量子处理器提供了量子比特复用和动态控制能力,可实现资源效率更高的算法并支持纠错流程。然而,MCM会引入多种误差源,包括测量引起的串扰、闲置比特退相干以及重置保真度不足等问题,这些误差在同一设备内会表现出显著的比特依赖性差异。由于现有编译器(如Qiskit编译器和目前最先进的量子比特复用编译器QR-Map)未考虑这种差异,频繁执行MCM操作的电路往往会产生明显的保真度损失。该研究团队提出MERA编译框架,通过执行MCM误差感知的布局、路由和调度,利用轻量级分析获取稳定的单比特MCM误差分布,据此指导误差感知的比特映射与SWAP操作插入。为进一步缓解MCM相关退相干和串扰,MERA在“尽量延迟”调度策略中融合了上下文感知的动态解耦技术。在27个基准电路测试中,MERA相比Qiskit编译器(优化等级3)实现了24.94%-52.00%的保真度提升,且未引入额外开销。对于QR-Map生成的电路,其保真度平均提升29.26%,最优情况下可达122.58%,充分验证了该框架在以MCM操作为核心的动态电路中的卓越性能。

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提交arXiv: 2025-11-14 03:17

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