光子量子态重构中从统计限制到硬件限制的尺度转变

经典阴影层析的理论效率基于完美的哈尔随机酉矩阵系综,然而这一数学理想在近期硬件中仍无法物理实现。该研究团队报告了在集成光子处理器上发现的精确度基本界限实验成果:当重构误差经历急剧相变时出现的“硬件地平线”。虽然误差初期遵循预测的统计标度律𝒪(M^{-1/2}),但其会突然饱和于由所实现酉群谱畸变决定的基底误差。通过建立唯象误差模型,研究人员成功分离了静态相干谱畸变与动态退相干两种竞争机制,证明这种本征噪声基底构成了统计积累无法突破的硬性边界。这些发现表明,阴影层析在含噪声中等规模量子(NISQ)硬件上的实用性由涉及硬件参数的特定标度律决定,必须采用主动补偿策略来弥合理论纯度与集成光子学噪声现实之间的差距。
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提交arXiv: 2026-03-12 17:53

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