利用计算对称性缓解量子计算中的误差的制作方法

本公开的各方面总体上涉及用于实现和/或操作量子信息处理(qip)系统的系统和方法。

背景技术：

1、囚禁原子是量子信息处理或量子计算的主要实施方式之一。其他实施方式例如包括基于超导量子位或光子量子位的实施方式。基于原子的量子位可以用作量子存储器、量子计算机和模拟器中的量子门，也可以作为量子通信网络的节点。基于囚禁原子离子的量子位具有罕见的属性组合。例如，基于囚禁原子离子的量子位具有非常好的相干特性，可以以接近100％的效率制备和测量，并且通过用合适的外部控制场(如光场或微波场)调节它们的库仑相互作用，很容易相互纠缠。这些属性使基于原子的量子位对扩展量子操作(如量子计算或量子模拟)具有吸引力。

2、因此，开发新技术来改进用作量子计算机或量子模拟器的不同qip系统的设计、制造、实施和/或控制是非常重要的，特别是对于那些处理基于原子量子位的操作的qip系统。

技术实现思路

1、下面给出一个或多个方面的简要概述，以提供对这些方面的基本理解。本概述不是对所有考虑方面的广泛概述，并且既不旨在表明所有方面的关键或重要元素，也不旨在描述任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或多个方面的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前序。

2、本公开描述了使用计算对称性来减少下一代量子架构中误差累积的方法和系统的各个方面，包括用于处理基于原子量子位和/或固态量子位的操作的qip系统的架构。

3、为了实现上述和相关目的，所述一个或多个方面包括以下充分描述并且在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了所述一个或多个方面的某些说明性特征。然而，这些特征仅指示了可以采用各个方面的原理的各种方式中的几种，并且本描述旨在包括所有这些方面及其等效物。

技术特征：

1.一种计算机实施的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，还包括使计算设备提供所述结果。

3.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，还包括从与所定义的量子计算相对应的一组特定于计算的对称性中选择所述一个或多个对称性。

4.根据权利要求3所述的计算机实施的方法，其中所述选择包括从所述一组特定于计算的对称性中选择第一对称性和第二对称性，其中所述第一对称性和所述第二对称性降低了相应得到的执行变体之间的误差相关性。

5.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中汇总所述多个测量数据集包括：

6.根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其中所述汇总处理包括分量平均。

7.根据权利要求6所述的计算机实施的方法，其中所述多个测量数据集定义多个比特串序列，并且其中应用所述分量平均包括在所述多个比特串序列上确定所述多个比特串序列中的每个比特串的平均出现次数。

8.根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其中所述汇总处理包括多表决。

9.根据权利要求8所述的计算机实施的方法，其中所述多个测量数据集定义多个比特串序列，并且其中应用所述多表决包括在所述多个比特串序列上确定出现次数超过定义的阈值数量的特定比特串。

10.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述一组特定于计算的对称性包括量子位分配、门分解、交换门的置换、保存定义的状态的门的添加、一个或多个门的变化以及由后处理中的一个或多个变化补偿的测量中的至少一个。

11.一种计算系统，包括：

12.根据权利要求11所述的计算系统，其中所述至少一个存储器设备存储另外的处理器可执行指令，所述另外的处理器可执行指令被执行时，还使得所述至少一个处理器使计算设备提供所述结果。

13.根据权利要求11所述的计算系统，其中所述至少一个存储器设备存储另外的处理器可执行指令，所述另外的处理器可执行指令被执行时，还使得所述至少一个处理器从与所定义的量子计算相对应的一组特定于计算的对称性中选择所述一个或多个对称性。

14.根据权利要求11所述的计算系统，其中汇总所述多个测量数据集包括：

15.根据权利要求14所述的计算系统，其中所述汇总处理包括分量平均或多表决之一。

16.一种量子信息处理qip系统，包括：

17.根据权利要求16所述的qip系统，其中所述至少一个存储器设备存储另外的处理器可执行指令，所述另外的处理器可执行指令被执行时，还使得所述至少一个处理器使计算设备提供所述结果。

18.根据权利要求16所述的计算系统，其中汇总所述多个测量数据集包括：

19.根据权利要求18所述的qip系统，其中所述量子硬件包括可由连续波激光束单独寻址的多个囚禁原子量子位。

20.根据权利要求18所述的qip系统，其中所述量子硬件包括可通过微波电磁辐射单独寻址的多个超导量子位。

技术总结本公开的各方面总体上涉及用于实施和/或操作量子信息处理(QIP)系统的系统和方法，更具体地，涉及使用计算对称性来缓解QIP系统中量子计算的误差。技术研发人员：A·马克西莫夫,J·H·V·阮,I·L·马尔可夫,南运盛受保护的技术使用者：爱奥尼克公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4