中文

使用卷积编译策略在多达100个量子比特上实验演示量子傅里叶变换

量子物理 2026-08-05 v1
作者: Paul Coote , Michael J. Biercuk , Yuval Baum
在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗

摘要

我们提出并实验验证了“卷积QFT”：一种用于线性最近邻（LNN）量子比特拓扑上量子傅里叶变换（QFT）子程序的构造性编译策略。我们首先引入了一种新策略，仅使用n2−nn^2 - n个CXCX门将nn量子比特QFT编译到LNN拓扑上，与全连接架构上的直接编译要求相匹配。然后我们推导了实验中使用的卷积变体，它总共需要额外的两个CXCX门，并通过一个紧凑的、平移不变的核电路小工具实现，该小工具遍历量子寄存器。我们通过在IBM量子平台上执行QFT基准测试电路来展示卷积编译策略的威力。我们测量了50个量子比特时11.4%的过程保真度，以及80个量子比特时1.8%的过程保真度。正确的输出态在高达100个量子比特时仍能清晰地区分于背景噪声之上。这些结果构成了迄今为止在任何量子计算硬件上演示的最大规模实验QFT。

关键词

量子傅里叶变换 卷积编译 线性最近邻 CX门 IBM量子 过程保真度

引用

@article{arxiv.2608.05435,
  title  = {Experimental demonstration of the Quantum Fourier Transform on up to 100 qubits using a convolutional compilation strategy},
  author = {Paul Coote and Michael J. Biercuk and Yuval Baum},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2608.05435},
  year   = {2026}
}