模拟一般噪声几乎与泡利噪声一样廉价

经典计算机上对Clifford量子电路(如纠错电路、Clifford子程序等)的稳定子模拟,对理解电路性能起到了核心作用。然而,稳定子描述将可模拟的噪声类型限制为泡利型噪声。更普遍的噪声(包括相干误差)可能对电路性能产生比泡利噪声更严重的影响,但此类广义噪声在数值模拟中一直难以处理,更遑论全面研究。本文通过分层重要性采样方法,展示了如何在稳定子框架内以合理时间模拟广义噪声——其中非酉噪声的模拟成本几乎与泡利噪声相当。酉噪声(即相干噪声)的模拟时间可能增加一个数量级,但仍可在非常合理的时间内完成,这相较过去通常完全无法收敛的方法而言是巨大改进。该工作由此实现了对实际器件噪声(本质上极少为泡利噪声)下电路性能的超越泡利框架的精细理解。作为典型案例,该团队首次直接模拟了流行旋转平面曲面码在电路级广义噪声下的性能表现——此类结果以往仅能在有限场景中通过映射至可高效模拟的物理模型获得。

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提交arXiv: 2025-12-08 08:46

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