现实量子硬件中表面码的性能
量子物理
2022-12-23 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
表面码通常基于构成表面码晶格的各量子比特所受噪声独立同分布(i.i.d.)的假设进行研究。然而，对最先进量子处理器各组成量子比特的单独弛豫()与退相干()时间的近期实际基准测试表明，每个特定量子比特所受退相干效应的强度实际存在差异。因此，本文我们引入独立非同分布(i.ni.d.)噪声模型，一种考虑量子比特退相干参数非均匀行为的退相干模型。此外，我们使用i.ni.d模型研究其如何影响称为平面码的一类特定量子纠错(QEC)码的性能。为此我们采用来自四种最先进超导处理器的数据：ibmq_brooklyn、ibm_washington、Zuchongzhi与Rigetti Aspen-M-1。我们的结果显示，i.i.d.噪声假设高估了表面码的性能，在i.ni.d.噪声模型下其性能(以码伪阈值衡量)可下降多达。此外，我们考虑并描述了两种在i.ni.d.噪声下提升平面码性能的方法。第一种方法涉及对传统最小权重完美匹配(MWPM)解码器进行所谓重加权处理，第二种利用码性能与表面码晶格中量子比特排布之间的关系。通过结合前述两种方法导出的最优量子比特配置，可使平面码伪阈值比传统MWPM解码器在i.ni.d.噪声下高出至多。
引用
@article{arxiv.2203.15695,
title = {Performance of surface codes in realistic quantum hardware},
author = {Antonio deMarti iOlius and Josu Etxezarreta Martinez and Patricio Fuentes and Pedro M. Crespo and Javier Garcia-Frias},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.15695},
year = {2022}
}
备注
Includes supplementary material (19 pages total)