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无需校准:基于不完美门限的高保真电路执行特征化与编译

量子物理 2025-12-01 v1

摘要

我们提出并在真实量子计算硬件上验证了一种新方法,用于扩展两比特门集设计,取代迭代细校准,通过快速特征化少数门参数并在电路编译中跟踪和补偿。Coherent贡献到脉冲酉子之类的脉冲,通常被视为错误来源,现被纳入门定义范畴,通过单比特旋转进行补偿。该方法实现了针对设备全范围生成高保真度的两比特纠缠门,这些门与标准校准门组合,产生扩展的门集。我们展示了这些门可直接作为量子编译器的一部分使用,将通用两比特电路块合成为 characterized门交错排列并夹带补偿单比特旋转的最小时长序列。对在127比特IBM硬件上使用默认CXCX门编译的电路进行基准测试,显示Quantum Fourier Transform电路最高可达7倍成功概率提升(最高26比特),以及在一维横场Ising模型的Trotter模拟中实现最低9倍均方误差降低。我们的硬件无关型特征化与编译方法,使得在最小化低级控制脉冲繁琐调校的前提下,针对量子计算架构扩展表达性门集成为实际可行。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.21831,
  title  = {No need to calibrate: characterization and compilation for high-fidelity circuit execution using imperfect gates},
  author = {Ashish Kakkar and Samuel Marsh and Yulun Wang and Pranav Mundada and Paul Coote and Gavin Hartnett and Michael J. Biercuk and Yuval Baum},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.21831},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 8 figures