谷歌量子优越性基准的非随机性

谷歌最近利用53个超导量子比特的随机量子线路基准首次宣称实现了量子优越性。在此，我们分析谷歌量子随机比特采样的随机性。与Haar测度或经典随机比特串相比，谷歌随机比特串的热图在特定量子比特处显示出条纹图案。谷歌的数据中比特0多于比特1，即约2.8%的差异，并且未能通过NIST随机数测试，而Haar测度或经典随机比特样本则能通过。它们的差异也由随机比特串随机矩阵的Marchenko-Pastur分布和Girko圆定律所说明。Wasserstein距离的计算表明，谷歌的随机比特串比经典随机比特串更远离Haar测度随机比特串。我们的结果意味着随机矩阵和Wasserstein距离可能成为分析量子计算机性能的新工具。