噪声量子纠错电路中真多体纠缠的高效且鲁棒认证

确保量子纠错（QEC）电路的正确运行对于在受噪声影响的现实量子处理器中实现容错至关重要。一个完全可运行的QEC电路的首要检查点是跨所有物理量子比特子系统产生真多体纠缠。我们引入一种条件见证技术来认证真多体纠缠（GME），该技术在子系统数量上高效，且重要的是对实验噪声与不完善性具有鲁棒性。具体而言，我们证明：通过对线性数量的二分划进行纠缠探测，且测量次数也随子系统数线性缩放，即足以认证GME。此外，我们的方法超越了将态与双可分态凸包分离的标准流程，相较于先前技术产生了更优的精度与鲁棒性。我们将该方法应用于距离三拓扑色码及其基于标志（flag）的容错版本的稳定子算符噪声读出。特别地，我们使电路承受三类噪声的组合，即均匀去极化噪声、双量子比特门去极化噪声和比特翻转测量噪声。我们将我们的方法与标准但一般低效的保真度测试以及一对高效见证子进行数值比较，验证了本方法鲁棒性的提升。最后但同样重要的是，我们将分析完整转换为囚禁离子原生门集，使其适用于实验应用。