NISQ设备上浅层深度GHZ态生成

本文聚焦于受限量子位连通性约束下的GHZ态生成，这是当前NISQ硬件的典型特征。我们研究了在受IBM和Google芯片架构启发的不同连通性图上进行的GHZ态准备，以及反映分布式量子系统的随机图。我们的ethods是一种基于测量的协议，旨在利用量子位连通性约束在NISQ设备上生成GHZ态。我们将其基准测试于针对性地针对当前主流单步基协议的版本，这些协议也包含物理连通性限制。为评估在真实条件下的协议性能，我们在IBM Eagle r3芯片上实现了该协议。此外，为探索近期可扩展性，我们在不同图大小和连通性配置范围内进行了仿真，评估指标包括电路深度、两量子位门数量以及测量开销。我们观察到在不同性能指标之间存在权衡。对于当前最先进的NISQ架构，基于单步的协议更为适合，因为它避免了中间测量和经典馈送。然而，基于测量的协议预计将在更具容错性的量子设备出现后变得更具优势，由于其较浅的电路深度，从而实现更短的执行时间。在两种情况下，我们提出的方法提供了一种有效地利用给定设备上可用量子位连接拓扑的手段。