通过嵌套量子退火校正实现量子退火机的可扩展有效温度降低

嵌套量子退火校正（NQAC）是一种用于量子退火的纠错方案，其允许将逻辑量子比特编码到任意数量的物理量子比特中。该编码用度为 $C$ 的完全图替换每个逻辑量子比特。嵌套层级 $C$ 代表纠错码的距离，并控制针对热误差和控制误差的保护程度。基于 D-Wave Two 量子退火机（支持多达 $512$ 个量子比特）的理论平均场分析和经验数据显示，NQAC 有潜力实现可扩展的有效温度降低，$T_{\rm eff} \sim C^{-\eta}$，其中 $\eta \leq 2$。我们确认当在 D-Wave 2000Q 设备（支持多达 $2048$ 个量子比特）上测试 NQAC 时，该缩放关系得以保持。此外，我们表明 NQAC 也可用于采样问题以降低量子退火机的有效温度。此类有效温度降低与机器学习应用相关。由于我们证明了 NQAC 通过有效降低量子退火设备温度来实现纠错，我们的结果解决了“量子退火机温度缩放定律”的问题，该定律要求随着试图解决的问题规模增大，量子退火机的温度需被降低。