隐藏参数统计特性导致的量子电路稳定性中的涌现分岔
量子物理
2025-08-15 v2 统计力学
摘要
量子电路的压缩是近期量子计算的一个基本挑战，然而控制电路稳定性的原理仍鲜为人知。我们通过对 300 个结构统一的电路（跨越 10、12 和 14 个量子比特）进行大规模数值分析来研究这个问题。尽管这些电路在宏观上具有一致性，但我们发现每个系综都普遍分岔为截然不同的鲁棒类和脆弱类。我们解开了这种涌现分岔的谜题，证明其起源并非结构性的，而是编码在门旋转参数的统计特性中。脆弱电路始终表现出一种“统计脆性”的普遍特征，其特点是参数变异性低且小角度门稀缺。我们揭示了这一现象背后的物理机制：悖论重要性，即较小角度的门反而对电路功能更为关键，这种效应在脆弱电路中最为显著。这种对精细调谐的依赖解释了为何统计上脆弱的电路在压缩下特别容易失效。这些发现为设计弹性量子算法建立了一个新框架，将关注点从宏观结构转向电路参数的微观统计特性。
引用
@article{arxiv.2508.00484,
title = {Emergent Bifurcations in Quantum Circuit Stability from Hidden Parameter Statistics},
author = {Pilsung Kang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.00484},
year = {2025}
}