1洛斯阿拉莫斯国家实验室理论部,洛斯阿拉莫斯,美国新墨西哥州87545
2理论化学,物理化学研究所,海德堡大学,INF 229,D-69120 海德堡,德国
3伦敦帝国学院,英国伦敦
4波兰克拉科夫雅盖隆大学理论物理研究所。
5Instituto de Física Teórica, UAM/CSIC, 马德里自治大学, 马德里 28049, 西班牙
6信息科学,洛斯阿拉莫斯国家实验室,洛斯阿拉莫斯,NM 87545,美国
7量子科学中心,美国田纳西州橡树岭 37931
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抽象
当纠错成为可能时,将需要将大量物理量子位专用于每个逻辑量子位。 纠错允许运行更深的电路,但每个额外的物理量子位都可能导致计算空间呈指数增长,因此在使用量子位进行纠错或将其用作噪声量子位之间需要权衡。 在这项工作中,我们研究了将噪声量子位与无噪声量子位(纠错量子位的理想模型)结合使用的效果,我们将其称为“干净和肮脏”设置。 我们采用分析模型和数值模拟来表征该设置。 我们在数值上显示了伊辛模型哈密顿变分模拟电路中噪声引起的贫瘠高原(NIBP)的出现,即由噪声引起的可观测量的指数集中。 即使只有单个量子位有噪声并且给定足够深的电路,我们也会观察到这一点,这表明仅通过纠错量子位子集不能完全克服 NIBP。 从积极的一面来看,我们发现对于电路中的每个无噪声量子位,梯度可观测量的浓度存在指数抑制,这显示了部分误差校正的好处。 最后,我们的分析模型证实了这些发现,表明可观察量集中在与脏量子位与总量子位的比率相关的指数中。
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