VarSaw：面向变分量子算法的应用定制型测量误差缓解方法

为实现潜在的量子优势，变分量子算法（VQAs）需要超越当今NISQ设备能力的高精度，因此将受益于误差缓解。本文关注缓解电路执行后量子比特测量期间发生的测量误差，这类误差往往是最易出错的操作，对VQAs尤其有害。先前工作JigSaw表明，每次仅测量电路量子比特的小子集并汇总所有此类子集电路的结果可降低测量误差；随后运行完整（全局）原始电路并提取量子比特间测量关联，可与子集结合以构建原始电路的高保真输出分布。遗憾的是，JigSaw的执行成本随电路量子比特数多项式增长，再叠加VQAs中电路数与迭代次数，总成本迅速变得难以承受。为此，我们提出VarSaw，以应用定制方式改进JigSaw：其识别出JigSaw在VQAs中存在显著冗余——来自不同VQA电路子集间的空间冗余，以及来自不同VQA迭代全局电路间的时间冗余。VarSaw通过对子集电路进行交换操作并选择性执行全局电路来消除这些冗余，在相同VQA精度下，相较朴素JigSaw将计算成本（以执行的电路数计）平均降低25倍、最高达1000倍。此外，它平均可恢复噪声VQA基线中测量误差所致失真的45%。最后，在固定计算预算下，其保真度平均比JigSaw提高55%。VarSaw可通过以下链接访问：https://github.com/siddharthdangwal/VarSaw。