多目标电路优化提升非高斯态生成

近年来,光子量子计算因其实现大规模量子比特扩展的潜力而备受关注。容错量子计算的关键要求是可靠地产生非高斯量子态,这一过程通常通过高斯操作和光子数分辨探测器实现。然而,量子测量的概率特性往往导致态制备成功率较低。传统方案中,这些量子线路仅针对单一特定目标结果进行优化设计,从而忽视了同一物理装置产生的其他测量模式的潜在价值。本工作提出并验证了一种多结果优化策略,通过允许单个线路在多种测量模式下产出有用量子态,从而提升整体接受概率。为评估该策略,研究团队将该框架应用于Gottesman-Kitaev-Preskill核心态、薛定谔猫态、二项式编码态及立方相位态的制备,并采用双模和三模高斯线路进行验证。研究证实可通过两种机制提升成功率:一是通过同时瞄准多种有用资源态集合;二是通过聚合简并结果以最大化单一目标态的产率。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-18 21:40

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