NISQ 时代超导量子处理器的多比特时变量量子通道
摘要：超导量子比特的弛豫时间（$T_1$）和去相干时间（$T_2$）在时间上有很大的波动。为了适当考虑$T_1$和$T_2$参数的这种时变性质，提出了一种新的量子通道类别，称为时变量量子通道（TVQCs）。在先前的工作中，多量子比特TVQCs的实现被假定为在所有纠错块的所有量子比特上均相等，这意味着描述$T_1$和$T_2$波动的随机变量在纠错块之间不相关，但在同一纠错块中各量子比特之间完全相关。从物理上讲，这些退相干参数的波动是由量子比特与不稳定的近共振双能级系统（TLS）的非相干耦合解释的，这表明此类波动可能是系统中每个量子比特的本地特性。在本文中，我们对多量子比特量子处理器ibmq_quito、ibmq_belem、ibmq_lima、ibmq_santiago和ibmq_bogota的弛豫时间波动进行相关分析。我们的结果表明，合理地假设超导量子比特的弛豫和去相干时间波动是系统中每个量子比特的本地特性。基于这些结果，我们讨论了当纠错块的退相干参数的波动在量子比特之间不相关（以及在纠错块之间不相关）时的多量子比特TVQCs，这种情况被我们称为快速时变量量子通道（FTVQC）。此外，我们基于一个称为遍历量子容量的量来下界一般FTVQCs的量子容量。最后，我们使用数值模拟来研究在FTVQCs上运行时量子纠错码（QECC）的性能。
作者：Josu Etxezarreta Martinez, Patricio Fuentes, Antonio deMarti iOlius, Javier Garcia-Fr''ias, Javier Rodr''iguez Fonollosa and Pedro M. Crespo
论文ID：2207.06838
分类：Quantum Physics
分类简称：quant-ph
提交时间：2023-09-01