ℓ H ℓ 是任意二阶量子化费米子哈密顿量的乔丹-维格纳变换。Select ( H ) 是几种量子算法的主要子程序之一,包括最先进的哈密顿量模拟技术。如果二阶量子化哈密顿量中的每一项最多涉及 k 个自旋轨道,且 k 是与自旋轨道总数 n 无关的常数(文献中考虑的大多数量子化学和凝聚态模型都是如此,其中 k 通常为 2 或 4 ),则我们对 Select ( H ) 的实现不需要辅助量子位,并且使用 O ( n ) Cliufford+ T 门,其中 Cliufford 门应用于 O (log 2 n ) 层,T 门应用于 O (log n ) 层。与以前的工作相比,这实现了 Clifford 和 T 深度的大幅提升,同时保持了线性门数,并将辅助门数减少到零。
发生在量子电路内部层的测量(中电路测量)是一种重要的量子计算原语,最显著的特点是用于量子误差校正。中电路测量既有经典输出也有量子输出,因此它们可能会受到终止量子电路的测量所不存在的误差模式的影响。在这里,我们展示了如何使用一种称为量子仪器线性门集断层扫描 (QILGST) 的技术来表征由量子仪器建模的中电路测量。然后,我们应用该技术来表征多量子位系统内超导传输量子位的色散测量。通过改变测量脉冲和后续门之间的延迟时间,我们探索了残余腔光子群对测量误差的影响。QILGST 可以解析不同的误差模式并量化测量的总误差;在我们的实验中,对于超过 1000 纳秒的延迟时间,我们测得的总误差率(即半钻石距离)为 ϵ ⋄ = 8 . 1 ± 1 。 4%、读出保真度为 97 . 0±0 . 3%、测量 0 和 1 时输出量子态保真度分别为 96 . 7±0 . 6% 和 93 . 7±0 . 7%。
在量子电路内层进行的测量(即电路中部测量)是一种有用的量子计算原语,最显著的特点是用于量子误差校正。电路中部测量既有经典输出,也有量子输出,因此它们可能会受到终止量子电路的测量所不存在的误差模式的影响。在这里,我们展示了如何使用一种我们称之为量子仪器线性门集断层扫描 (QILGST) 的技术来表征由量子仪器建模的电路中部测量。然后,我们应用这种技术来表征多量子位系统内超导 transmon 量子位的色散测量。通过改变测量脉冲和后续门之间的延迟时间,我们探索了残余腔光子群对测量误差的影响。QILGST 可以解析不同的误差模式并量化测量的总误差;在我们的实验中,对于超过 1000 纳秒的延迟时间,我们测得的总误差率(即半钻石距离)为!! = 8.1 ± 1.4%,读出保真度为 97.0 ± 0.3%,测量 0 和 1 时输出量子态保真度分别为 96.7 ± 0.6% 和 93.7 ± 0.7%。