SyQMA:一种内存高效、符号化且精确的量子纠错通用模拟器
通用量子线路的经典模拟在量子计算领域具有基础性和实用性双重意义。该团队提出SyQMA模拟器,该工具具备多项便利特性,尤其适用于量子纠错(QEC)研究。该模拟器支持含非相干泡利噪声的通用量子线路模拟,可计算电路参数(包括旋转角度、测量结果和噪声率)的精确期望值及测量概率函数。其特色在于能采样测量结果,从而实现对测量结果决定后续线路组合的动态量子程序的模拟。在量子纠错方面,该工具可执行线路级最大似然解码、提供逻辑错误率的精确符号表达式,并验证容错(FT)稳定子态与魔术态制备协议的容错距离。这些功能通过稳定子模拟器的创新扩展实现——借助辅助量子比特和修正迹运算,紧凑表征每个非克利福德泡利旋转与非相干泡利信道。其状态表征仅需多项式级内存与时间资源,而期望值与测量概率计算在非克利福德旋转和确定性测量数量上呈指数级耗时,但内存消耗仍保持多项式级。该研究首次无近似地分析了稳定子态与魔术态的容错制备过程(含魔术态培育初级阶段),并精确转换了多量子比特泡利信道中关联错误概率至独立概率模型,这构成了探测器错误模型构建与采样的关键步骤。相关代码已开源发布。

