单量子比特参考序列交叉熵基准测试中的衰减率
量子物理
2026-03-06 v1
摘要
单量子比特参考序列的交叉熵基准测试（XEB）在大规模量子处理器中用于表征多量子比特门，尽管缺乏严格的理论依据。本文表明，常用的单量子比特误差加法近似 underlying 这种方法会导致对门保真度的系统性高估。我们推导了同时作用的单量子比特参考序列衰减的解析表达式，并引入了细化的交叉熵门保真度估计公式。实验在超导量子处理器上验证了理论，表明使用单量子比特参考序列的 XEB 获得的保真度与标准交叉瞬时随机基准测试（IRB）提取的保真度一致，但由于参考序列误差较小，实现了更高的精度。我们的结果为单量子比特的 XEB 提供了理论依据，表明在合适的后处理下，这种方法可实现无需多量子比特 Clifford 参考序列的可靠且稳健的纠缠门基准测试。
引用
@article{arxiv.2603.05422,
title = {Decay Rates in Interleaved Benchmarking with Single-Qubit References},
author = {Ilya A. Simakov and Arina V. Zotova and Tatyana A. Chudakova and Alena S. Kazmina and Artyom M. Polyanskiy and Nikolay N. Abramov and Mikhail A. Tarkhov and Alexander M. Mumlyakov and Igor V. Trofimov and Nikita Yu. Rudenko and Maxim V. Chichkov and Vladimir I. Chichkov and Grigoriy S. Mazhorin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.05422},
year = {2026}
}
备注
7 pages, 4 figures