针对幺正k-设计的有效量子误差缓解
具有幺正k-设计性质的量子电路系综代表了那些对任何特定泡利支撑无显著偏向的应用场景,例如模拟呈现“量子混沌”的系统——这类系统涵盖从黑洞附近的量子动力学到无间隙自旋流体分析。然而,含噪硬件使量子电路容易受到多种误差源的影响,其中退极化误差和相干误差的破坏性尤为突出。为对抗退极化误差,主流技术通常涉及电路或门折叠,但由于电路深度增加和采样开销,这类方法往往耗时较长。其他基于张量网络的误差缓解技术在高纠缠区域则面临难以处理的问题。在本工作中,该团队利用幺正k-设计泡利支撑分布的结构,引入了一种名为“电路平衡”的技术,并结合门基准测试数据,以估计整个电路的退极化程度。该团队描述了如何通过泡利扭转技术,即便在存在相干误差的情况下,也能反转已诊断的电路退极化。该团队提供了渐进分析来估计维持目标输出保真度所需的扭转次数。该团队在多种模拟设置中对方法进行了数值测试,发现该方法能显著降低平均随机电路不保真度。此外,该团队将方法应用于在当代超导量子计算机IBM Fez上运行随机电路系综时,发现不保真度显著降低。总体而言,该团队展示了该方法能够有效减少幺正k-设计中的基于门的误差,且无需增加任何双量子比特门开销。

