使用子空间蒙特卡洛方法模拟多个交换型量子比特的开放系统动力学

该研究团队提出了一种基于蒙特卡洛的方法,用于模拟多个交换编码(EO)量子比特的开放系统动力学。在EO编码中,三个组成自旋沿z轴的总自旋投影量子数在交换操作下保持不变,这与开放系统(或多量子比特失准)设置中不同量子数态之间发生相干和非相干混合的情况形成对比。在该方法中,研究人员选择在每次逻辑量子操作后测量每个EO量子比特沿z轴的总自旋分量,这会使不同自旋投影量子数态之间的相干混合退相干。因此,独立模拟会在相关子空间中给出不同的系统演化轨迹,故称该方法为“子空间蒙特卡洛法”。 由于每个EO量子比特都具有确定的自旋投影量子数,n个量子比特的密度矩阵可用维度为3²ⁿ的向量表示(而非8²ⁿ),并辅以维度为n的附加向量来标记每个量子比特的量子数。研究表明,当模拟电路通过随机化编译实现噪声扭转(将相干误差转化为随机误差)时,这种动力学近似仍能忠实反映真实动力学行为。该工作利用此模拟方法研究了具有泄漏重置装置的电路(例如使用6个EO量子比特的多轮贝尔态稳定电路)的测量结果相关性如何受CNOT实现方式选择的影响。

作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2026-03-16 17:40

量科快讯