超立方体上经典硬IQP电路的容错编译
在噪声和缺陷的存在下实现计算复杂的量子电路是一项具有挑战性的任务。 虽然容错量子计算提供了减少噪声的途径,但它需要为通用算法提供很大的开销。 在这里,我们开发并分析一种硬件高效,容错的方法,以实现复杂的采样电路。 我们共同设计具有适当的量子错误校正代码的电路,以便在可重新配置的中性原子阵列架构中实现,构成我们所说的采样算法的容错编译。 具体来说,我们考虑一个[[2^D ,D,2]]量子错误检测代码家族,其横向和排列门集可以实现任意度-D瞬态量子多项式(IQP)电路。 使用代码和原子阵列硬件的本地操作,我们在超立方体几何学中编译了一个容错和快速拼接的IQP电路家族,最近在Bluvstein等人的实验中实现了。 [Nature 626, 7997 (2024)]。 我们开发了一个二级IQP电路的第二阶段特性理论,用于分析硬度和通过映射到统计力学模型的随机抽样的验证。 我们提供证据表明,与平均保真度相比,从超立方IQP电路的采样通常很难模拟和分析线性交叉熵基准(XEB)。 为了实现完全可扩展的方法,我们首先表明,贝尔从学位4 IQP电路的采样是典型的棘手问题,并且可以有效地验证。 我们进一步设计了新的[[O(d^D),D,d]]颜色代码增加距离d,允许横向IQP采样的指数误差抑制。 我们的研究结果突出显示,在结合特定纠错代码和现实硬件共同设计算法方面,可进行容错编译。
量子物理学量子气体统计力学计算复杂性
