使用酉性随机基准测试的变体表征噪声
量子物理
2024-10-30 v2 硬件体系结构
摘要
对量子门实现过程中引起的噪声进行基准测试是实用量子计算机的主要关注点。已有几种协议被提出，它们通过经验计算各种度量，以量化从首选门集中选取的量子门的错误率。酉性随机基准测试（URB）协议是一种估计由量子门引起的噪声相干性的方法，该相干性由度量指标酉性来衡量。在本文中，我们首次在量子模拟器中实现了 URB 协议，其中所有参数和噪声模型均来自真实的量子设备。由于需要制备混合态，使用当前技术无法在量子设备中直接实现 URB 协议。为了克服这一挑战，我们提出了 URB 协议的一种修改版本，即 m-URB 协议，使我们能够在任何量子设备上实际实现它。我们使用两个单量子比特噪声通道——(a) 去极化通道和 (b) 比特翻转通道——验证了我们的 m-URB 协议。我们进一步修改了 m-URB 协议，即原生门 URB 或 Ng-URB 协议，以研究量子计算机中量子电路编译所用的原生门中的噪声。使用我们的 Ng-URB 协议，我们还可以检测串扰错误的存在，这些是由非局域和纠缠门（如 CNOT 门）引起的相关错误。作为示例，我们采用两个真实 IBM-Q 处理器的噪声参数模拟了原生门的噪声。
引用
@article{arxiv.2410.20528,
title = {Characterization of Noise using variants of Unitarity Randomized Benchmarking},
author = {Adarsh Chandrashekar and Soumya Das and Goutam Paul},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.20528},
year = {2024}
}