使用标志量子位的最优控制

高保真度量子操作是容错量子计算的基石。在开放量子系统中,传统最优控制仅被动抵抗退相干效应,环境诱导的不确定性成为性能提升的根本瓶颈。为突破这一限制,该研究团队提出了一种集成标志辅助比特与Flag-GRAPE算法的新型最优控制框架,可主动调控系统噪声结构。通过将后选择直接嵌入目标函数,Flag-GRAPE使退相干误差与辅助比特异常状态相关联,后续测量与后选择能有效剔除此类不确定性,从而突破传统控制的保真度极限。超导量子电路的数值模拟显示,相较传统封闭系统脉冲,该方法使不保真度降低51%,且这种增强效应在广泛噪声范围内保持稳健。更重要的是,该方法通过主动将非结构化退相干转化为可预报擦除错误,天然兼容量子纠错编码。研究团队通过初始化逻辑猫态进行验证,表明Flag-GRAPE与量子纠错的协同作用可立即提升态制备质量。该框架能降低容错架构的硬件开销,为近期实验中实现逻辑态制备增益开辟实用路径。
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提交arXiv: 2026-03-12 16:59

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