面向噪声量子计算机的数字孪生体：基于校准驱动的 Transmon 中量子比特仿真
量子物理
2025-09-03 v3
摘要
我们构建了一个参数化误差模型，用于构造超导 Transmon 量子比特设备的数字孪生体。模型参数从硬件校准数据和补充基准电路中提取，提供了动态、系统特定的噪声和门误差表征。鉴于量子比特性能高度依赖校准程序，我们的方法能够捕捉实时设备波动。通过纳入源自底层物理过程的主要噪声来源，我们在保持仿真精度的同时，减少了模型拟合所需的数据。最后，我们通过将模型预测结果与来自 5 位量子处理单元（QPU）的实验结果进行比较，实现了 shot 分布之间的平均总变差距离为 0.15。本数字孪生体可用于预测性性能分析、误差缓解策略以及量子协议优化，为更可靠的量子计算做出贡献。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.08313,
title = {Towards a Digital Twin of Noisy Quantum Computers: Calibration-Driven Emulation of Transmon Qubits},
author = {Ronny Müller and Maximilian Zanner and Mika Schielein and Martin Rüfenacht and David Rabanus and Eduardo Schätzle and Kristel Michielsen and Ashwin Kumar Karnad and Dennis Willsch and Elise Jennings and Cica Gustiani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.08313},
year = {2025}
}
备注
9 pages, 7 figures