若干个带噪声的中型量子计算可以看作是稀疏量子计算芯片上的对数深度量子电路,其中两量子比特门只能直接应用于某些量子比特对。本文提出一种有效验证此类带噪声的中型量子计算的方法。为此,我们首先相对于钻石范数刻画小规模量子操作。然后利用这些刻画的量子操作,估计带噪声的中型量子计算得到的实际n量子比特输出态ˆρout|ψt⟩与理想输出态(即目标态)|ψt⟩之间的保真度⟨ψt|ˆρout|ψt⟩。尽管直接保真度估计方法平均需要 O (2 n ) 个 ˆ ρ 副本,但我们的方法即使在最坏情况下也只需要 O ( D 3 2 12 D ) 个副本,其中 D 是 | ψ t ⟩ 的稠密性。对于稀疏芯片上的对数深度量子电路,D 最多为 O (log n ) ,因此 O ( D 3 2 12 D ) 是 n 的多项式。通过使用 IBM Manila 5 量子比特芯片,我们还进行了原理验证实验,以观察我们方法的实际性能。
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