量子計算平臺發展的重要衡量標準之一是，模擬日益復雜的物理系統。在容錯量子計算出現之前，必須有穩健的錯誤緩解策略，才能繼續這一增長過程。

近日，美國 谷歌（Google Research）T. E. O’Brien，N. C. Rubin等，在Nature Physics上發文，報道驗證了最近引入的錯誤緩解策略，主要利用了量子算法理想輸出是純態的預期估計。

在所有電子都以其相反自旋配對的高級零子空間中，考慮了模擬電子系統的任務。這為完全相關模型，提供了量子計算奠定了基礎。在超導量子比特量子處理器的多達20個量子比特上，基于在時間或空間上，實現了加倍量子資源的錯誤緩解性能。誤差比以往減少了一到兩個數量級。

為此，還研究了誤差抑制增益，如何與系統大小成比例，并隨著資源的增加，觀察到誤差的多項式抑制。研究結果外推表明，對于難以處理的變分化學模擬，將需要大量的硬件提升。

Purification-based quantum error mitigation of pair-correlated electron simulations.

基于純化，成對相關電子模擬的量子誤差抑制。

圖1:在超導量子器件上，10個空間軌道Richardson–Gaudin，RG模型基態的數字量子模擬。

圖2:將RG模型的模擬縮放到更大的量子位計數。

圖3:在高級-零子空間中，模擬的順旋cyclobutene，CB開環路徑。

文獻鏈接

O’Brien, T.E., Anselmetti, G., Gkritsis, F. et al. Purification-based quantum error mitigation of pair-correlated electron simulations. Nat. Phys. (2023).

https://doi.org/10.1038/s41567-023-02240-y

https://www.nature.com/articles/s41567-023-02240-y

本文譯自Nature。