通过通道频谱基准测试对Toffoli门进行实验表征

信道频谱基准测试(CSB)为量子门保真度表征提供了稳健框架,同时保持对状态制备与测量(SPAM)误差的不敏感性。然而,现有CSB方案在重构含噪特征值时面临根本性挑战,尤其是当目标门的特征基中存在谱简并和非对角噪声分量时。这些问题在保真度约90%的强噪声体系中尤为突出。为突破这些局限,该研究团队提出扩展CSB模型及保真度估计区间(FEI)——一种目标门保真度的区间值估计方法。数值模拟表明FEI能保持足够窄的范围,其中点值可可靠逼近真实保真度。该工作进一步在离子阱量子处理器上验证该方案,通过基准测试三量子比特Toffoli门的两种实现方式。结果显示基于qutrit(三能级系统)的实现方案明显优于传统qubit(二能级系统)方案。
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提交arXiv: 2025-12-23 17:38

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