近期量子计算机上图态的硬件高效制备
量子物理
2025-02-27 v1
摘要
高度纠缠的量子态是量子计算众多应用中的关键要素。然而，由于普遍存在的误差，在当前可用的量子计算机上高保真度地制备这些高度纠缠的量子态受到了限制。除了改进量子计算机的底层技术外，近期量子计算机中这些纠缠态的规模和保真度还可以通过专门的编译方法来提升。在本工作中，通过定义并求解一个形式化模型，解决了用于制备高度纠缠的架构特定图态的量子电路编译问题。我们的模型结合了关于门消除、门交换和精确门定时的信息，以确定优化的图态制备电路。到目前为止，这些方面通常仅被独立考虑，并应用于任意量子电路。我们通过执行稳定子测量并确定其保真度来量化生成态的质量。我们表明，与最先进的 Qiskit 解决方案相比，我们的新方法在制备七量子比特图态时平均减少了 3.5 倍的误差。对于线性八量子比特图态，误差平均减少 6.4 倍。所展示的结果突显了我们的方法在基于门的量子计算硬件上制备更高保真度或更大规模图态的能力。
引用
@article{arxiv.2409.10807,
title = {Hardware-Efficient Preparation of Graph States on Near-Term Quantum Computers},
author = {Sebastian Brandhofer and Ilia Polian and Stefanie Barz and Daniel Bhatti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.10807},
year = {2025}
}