量子计算平台发展的重要衡量标准之一是，模拟日益复杂的物理系统。在容错量子计算出现之前，必须有稳健的错误缓解策略，才能继续这一增长过程。

近日，美国 谷歌（Google Research）T. E. O’Brien，N. C. Rubin等，在Nature Physics上发文，报道验证了最近引入的错误缓解策略，主要利用了量子算法理想输出是纯态的预期估计。

在所有电子都以其相反自旋配对的高级零子空间中，考虑了模拟电子系统的任务。这为完全相关模型，提供了量子计算奠定了基础。在超导量子比特量子处理器的多达20个量子比特上，基于在时间或空间上，实现了加倍量子资源的错误缓解性能。误差比以往减少了一到两个数量级。

为此，还研究了误差抑制增益，如何与系统大小成比例，并随着资源的增加，观察到误差的多项式抑制。研究结果外推表明，对于难以处理的变分化学模拟，将需要大量的硬件提升。

Purification-based quantum error mitigation of pair-correlated electron simulations.

基于纯化，成对相关电子模拟的量子误差抑制。

图1:在超导量子器件上，10个空间轨道Richardson–Gaudin，RG模型基态的数字量子模拟。

图2:将RG模型的模拟缩放到更大的量子位计数。

图3:在高级-零子空间中，模拟的顺旋cyclobutene，CB开环路径。

文献链接

O’Brien, T.E., Anselmetti, G., Gkritsis, F. et al. Purification-based quantum error mitigation of pair-correlated electron simulations. Nat. Phys. (2023).

https://doi.org/10.1038/s41567-023-02240-y

https://www.nature.com/articles/s41567-023-02240-y

本文译自Nature。