分布式量子纠错:全局与局域零噪声外推编码
误差是阻碍实用化量子计算发展的主要瓶颈。在分布式量子计算领域,这一挑战尤为严峻——量子网络会引入额外的通信相关噪声。虽然零噪声外推(ZNE)等误差抑制技术已在独立量子处理器上展现成效,但其在分布式架构中的表现尚未得到充分研究。该团队通过对比全局优化(在电路分割前应用ZNE)与局部优化(对各子电路独立应用ZNE)方案展开探究:首先对整体电路进行分割,再通过插入基于量子隐形传态的噪声通信原语实现分布式部署。研究评估了不同量子处理单元(QPU)数量及异构本地/网络噪声条件下的两种方案表现。结果表明全局ZNE具有更优的可扩展性,在六QPU系统中可实现高达48%的误差降低。更引人注目的是,该工作发现了反直觉的噪声现象——尽管通信开销增加,但增加QPU数量反而提升了抑制效果。这些发现揭示了分布式量子误差抑制中的本质权衡,并对电路结构、分割策略与网络噪声间的相互作用机制提出了新命题。
量科快讯
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