噪声中型量子 (NISQ) 设备缺乏错误校正,限制了量子算法的可扩展性。在这种情况下,数模量子计算 (DAQC) 提供了一种更具弹性的替代量子计算范式,它通过将单量子位门的灵活性与模拟的稳健性相结合,表现优于数字量子计算。这项工作探讨了噪声对数字和 DAQC 范式的影响,并证明了 DAQC 在缓解错误方面的有效性。我们比较了超导处理器中各种单量子位和双量子位噪声源下的量子傅里叶变换和量子相位估计算法。DAQC 在保真度方面始终超越数字方法,尤其是随着处理器尺寸的增加。此外,零噪声外推通过减轻退相干和固有误差进一步增强了 DAQC,对于 8 量子位实现了 0.95 以上的保真度,并将计算误差降低到 10 −3 的数量级。这些结果证实了 DAQC 是 NISQ 时代量子计算的可行替代方案。
多量子比特 Toffili 门具有实现可扩展量子计算机的潜力,是量子信息处理的核心。在本文中,我们展示了一种原子排列成三维球形阵列的多量子比特阻塞门。通过进化算法优化球面上控制量子比特的分布,大大提高了门的性能,从而增强了非对称里德堡阻塞。这种球形配置不仅可以在任意控制目标对之间很好地保留偶极子阻塞能量,将非对称阻塞误差保持在非常低的水平,而且还表现出对空间位置变化的前所未有的稳健性,导致位置误差可以忽略不计。考虑到固有误差并使用典型的实验参数,我们通过数值方法表明可以创建保真度为 0.992 的 C 6 NOT 里德堡门,这仅受里德堡态衰变的限制。我们的协议为实现多量子比特中性原子量子计算开辟了一个高维原子阵列平台。