用于匹配门保真度估计的轻量级协议

我们提出了一种低深度随机化算法，用于估计 $n$ 比特匹配门电路 $\mathcal{U}$ 与其含噪实现 $\mathcal{E}$ 之间的纠缠保真度。我们的过程利用了量子信道的修正 Pauli-Liouville 表示，并以 Clifford 代数元素为基。我们证明，这种表示选择使得匹配门超算符具有块对角复合矩阵结构，从而能够构建高效的保真度估计协议，与 Flammia & Liu [PRL 106, 230501] 的协议相比实现了 $1/\sqrt{n}$ 的加速。最后，我们提供了协议的简单扩展，这些扩展（在没有额外开销的情况下）能够对由 Clifford 电路交织的匹配门电路，以及完全由最近邻 $XY(\theta)$ 门或 Givens 旋转组成的电路进行基准测试——构成了首个已知的直接对匹配门子群进行基准测试的方法。