NISQ设备上的平均电路特征值采样

平均电路特征值采样（ACES）由 Flammia 在 arXiv:2108.05803 中作为一种协议引入，用于同时表征整个设备中各个门的 Pauli 错误通道。原论文提出了将 ACES 用于表征近期设备作为一个开放问题。本工作在此方向上取得进展，给出了 ACES 在真实设备上的完整实现，并将其部署到 Superstaq arXiv:2309.05157，同时通过模拟和实验获得了针对特定设备的资源估计。我们的模拟表明，在使用深度为 14 的 5 个电路且每个电路 $10^5$ 次测量的情况下，ACES 能够将单量子比特和双量子比特非均匀 Pauli 错误通道估计至平均特征值绝对误差低于 $0.003$，且模拟与重构的 Pauli 错误概率分布之间的总变差距离低于 0.001。通过 twirling 技术在真实设备上估计一般错误通道的问题仍然悬而未决，因为这取决于设备的原生门，但使用 Clifford 集的模拟显示了与报告的硬件数据一致的结果。本文展示了在 IBM 的 Algiers 和 Osaka 设备上的实验结果，我们在不使用 twirling 的情况下将其错误通道表征为 Pauli 通道。