容错量子电路的现场基准测试。第一部分:克利福德电路

对物理设备进行基准测试和验证逻辑算法是实现可扩展容错量子计算的重要任务。在运行实际算法前,已有多种协议可用于设备基准测试。本工作表明,容错电路的物理错误和逻辑错误甚至可以通过症候数据实现原位表征。为实现这一目标,研究人员将通用容错克利福德电路映射到时空编码框架下的子系统码,并开发出利用症候数据估算克利福德电路中泡利噪声的方案。该研究团队给出了从给定症候数据中学习物理噪声与逻辑噪声的充分必要条件,证明可从同一数据准确预测逻辑保真度。尤为关键的是,该方法仅需多项式规模的样本量——即使当逻辑错误率随码距呈指数级抑制时亦然,相较仅使用逻辑数据的直接保真度估计等方法具有指数级优势。通过合成数据及Bluvstein等人近期容错电路实验数据[《自然》626卷7997期(2024年)],该团队在多种场景中验证了方法的实际适用性。这些方法为容错量子计算机提供了高效的原位表征手段,有助于门校准、解码精度提升及逻辑电路验证。
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提交arXiv: 2026-01-29 09:51

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