基于信道光谱基准测试的 Toffoli 门实验表征
量子物理
2025-12-24 v1
摘要
信道光谱基准测试（CSB）提供了一种用于表征量子门保真度的方法，同时对状态准备和测量（SPAM）误差不敏感。然而，当前的 CSB 实现在重建噪声特征值时面临根本性挑战，尤其是在特征值存在谱色散且目标门本征基下的非对角噪声分量显著时。这些问题在目标门保真度约为 90% 的强噪声 regime 中尤为突出。为克服这些限制，我们引入了扩展的 CSB 模型，以及一个保真度估计区间（FEI）——一种用于估计目标门保真度的区间值。数值模拟表明，FEI 的宽度仍足够窄，其中点可可靠地近似于真实保真度。我们进一步在离子trap量子处理器上验证了该协议，通过对两种三量子比 Toffoli 门进行基准测试。结果显示，基于 qutrit 的实现在其量子比基于实现方面具有明显优势。
引用
@article{arxiv.2512.20545,
title = {Experimental characterization of the Toffoli gate via channel spectrum benchmarking},
author = {D. K. Korliakov and B. I. Bantysh and A. S. Borisenko and I. V. Zalivako and E. O. Kiktenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.20545},
year = {2025}
}