T1、T2 与相干误差模型下随机框架基准测试协议性能比较
量子物理
2023-09-28 v1 应用物理
摘要
在基础科学研究者热切期待量子计算在理论与技术上的突破之时，当前的量子计算机，即含噪中等规模量子（NISQ）计算机，在如何处理量子机器的噪声状况方面遇到了瓶颈。仍然迫切需要通过构建更高效可靠的基准测试协议，以评估为量子计算任务设计的量子线路的噪声水平。现有主要基于随机线路序列构建的方法，如随机基准测试（RB），因其合理的资源消耗与相对可接受的可靠性，相较于平均门保真度已被广泛采用为常规方法。为更深入理解上述不同随机框架基准测试协议的性能，我们设计了特殊的随机线路序列，以在 T1、T2 与相干误差下测试三种选定的标准随机框架协议的性能，这些误差被认为对超导量子计算机更为实际。仿真表明，与常规线路的平均误差相比，在 T1 和 T2 噪声存在时，MRB、DRB 和 CRB 依次高估了平均错误率。此外，这些方法对相干误差表现出几乎相同水平的敏感性。进一步，当 T1 强度增大时，DRB 失去其可靠性。更实际地，通过在 Quafu 量子计算云平台上运行三种协议的设计任务验证了仿真结论。我们发现，在有限资源条件下，MRB 对量子线路给出了更精确的评估；而 DRB 在特定精度下提供了更稳定的估计，但消耗更多资源。
引用
@article{arxiv.2309.15482,
title = {Comparisons among the Performances of Randomized-framed Benchmarking Protocols under T1, T2 and Coherent Error Models},
author = {Xudan Chai and Yanwu Gu and Weifeng Zhuang and Peng Qian and Xiao Xiao and Dong E Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.15482},
year = {2023}
}