量子测量中串扰误差的抑制及其应用

在量子信息处理的实际实现中，测量读出阶段可能存在噪声，其中误差不仅出现在单个量子比特上，也集体出现在多个量子比特上，后者称为串扰误差。本工作中，我们提出一个用于抑制测量误差（包括单个与串扰误差）的框架。该抑制协议由两步组成：首先是量子预处理，即在测量前施加局域酉变换；其次是经典后处理，通过操纵测量结果来恢复无噪声数据。量子预处理中的局域酉算符可通过量子探测器层析表征噪声测量来构造。我们表明该抑制协议能将多量子比特上的测量误差维持在单量子比特读出时的水平，即多量子比特测量的错误率被抑制至百分之一量级。该抑制协议在IBMQ Sydney上实现，并应用于纠缠产生电路的认证。结果表明该抑制协议能成功消除测量误差，从而可高效认证纠缠产生电路。