非稳定子性资源理论中的量子保真度估计

量子保真度估计对于在含噪量子设备上基准测试量子态和量子过程至关重要。虽然稳定子操作构成了容错量子计算的基础，但非稳定子资源通过态注入进一步实现了通用量子计算。在本工作中，我们针对非稳定子性资源理论中的量子态和量子通道，提出了若干高效的保真度估计协议，重点关注奇素数维度的量子dit系统。我们的协议仅需测量常数个相空间点算符期望值，这些算符根据针对目标态定制的重要性加权方案随机选取。值得注意的是，我们证明了数学上定义的非稳定子性度量——如 Wigner 秩和 mana——量化了所提出协议的样本复杂度，从而为其在保真度估计任务中赋予了清晰的操作解释。这一联系揭示了一个基本权衡：虽然对一般量子态和通道的保真度估计需要随其非稳定子性呈指数增长的资源，但对于 admits 高效经典模拟的态和通道，该任务仍然是可处理的。