伪随机转动导致的量子门过旋转相干误差

量子误差缓解方案（QEM）通过减少与环境相互作用导致的误差，大大提高了量子计算机的性能。然而，由于相干误差（通常源于校准不准确和量子间串扰）而引起的误差，仍是量子计算可扩展性的重大挑战。这些误差通常通过称为随机编译（Randomized Compiling，RC）的精细化Pauli转动方案来处理，将相干误差转换为不可归因的误差，然后可通过常规QEM进行缓解。不幸的是，对于多量子门，RC仅限于Clifford门（如CNOT和CPHASE）。然而，实验表明，直接实现多量子非Clifford门（即不使用多量子Clifford门）可将电路深度缩短四倍以上。最近，一种称为伪随机转动（pseudo-twirling，PST）的框架被引入用于处理多量子非Clifford门的相干误差，并得到实验验证。我们在此表明，对现有PST理论的高阶修正会产生由PST协议本身生成的过旋转相干误差。这种PST效应在RC中没有对应的类比。尽管这种小幅度的过旋转在深层电路中可能相当显著，但我们解释了为何它不会降低门的性能。有趣的是，我们发现，Kim等人提出并在实验中利用的一种简化转动方案也显示出诱导的过旋转。我们研究了两种转动方案在相同的过旋转行为下的条件。