量子测量中量子噪声的检测与消除

在这项工作中，我们提出了一个两阶段流程，以系统性地处理量子测量中固有的量子噪声。其背后的思想直观：我们先检测然后消除量子噪声，从而满足经典噪声假设并使测量误差缓解生效。在第一阶段，受量子相干资源理论中的相干见证启发，我们设计了一种高效方法来检测量子噪声。它通过将被测统计量与傅里叶级数的差异进行拟合来工作，其中统计量是通过以具有相对相位的最大相干态和最大混合态作为输入获得的。拟合系数定量刻画了量子噪声。在第二阶段，受 Pauli 扭转技术启发，我们设计了多种消除量子噪声的方法。它们通过在测量设备前执行随机采样的 Pauli 门并有条件地翻转测量结果来工作，使得有效测量设备仅包含经典噪声。我们在百度量子平台上数值演示了两阶段流程的可行性。值得注意的是，结果显示测量设备中的量子噪声被显著抑制，量子计算精度大幅提升。我们强调，该两阶段流程补充了现有的测量误差缓解技术，它们共同构成了在近-term 量子设备中操控测量误差的标准工具箱。