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误差缓解基准测试:零噪声外推中的伪改进

量子物理 2026-07-10 v1

摘要

可靠的量子误差缓解(QEM)基准测试需要区分真正的改进与后处理算术的伪影。在本文中,我们揭示了Richardson零噪声外推(ZNE)中的一种失效模式,这是一种广泛使用且经常(通常隐含地)在基准测试和实验中依赖的技术。当噪声放大超出可用信号时——在当前硬件上对于非平凡电路很快达到的状态——我们表明外推不再反映底层物理,而是坍缩为单个噪声测量的固定重缩放,产生与噪声放大无关的虚假表观改进。这对量子计算中许多经验评估的有效性构成了一个很少被考虑的威胁。在真实硬件(IQM Euro-Q-Exa)上的测量证实了仅使用普通折叠的坍缩:随着电路深度侵蚀信号,报告的估计值与真实值脱钩,并超过理想值高达21%。我们进一步引入了一个匹配成本的“垃圾折叠”阴性对照,它不携带可用信号,但报告比真正折叠更大的表观改进——表明改进的幅度不是其正确性的证据——以及一个零成本检查,从基准已经持有的数据中标记伪影。我们将两者提炼为ZNE基准的简短报告清单。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.09360,
  title  = {Benchmarking Error Mitigation: Artefactual Improvements in Zero-Noise Extrapolation},
  author = {Dominik Köster and Wolfgang Mauerer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.09360},
  year   = {2026}
}

备注

4 pages including references, 2 Figures