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中性原子量子计算机中噪声和串扰

的评估

PranetSharmaYizhuoTanKonstantinos-NikolaosPapadopoulosJakubSzefer

YaleUniversityYaleUniversityNorthwesternUniversityNorthwesternUniversity

pranet.sharma@yizhuo.tan@kpapado@jakub.szefer@

摘要—本工作探讨和评估了中性原子量子计算机中的噪声相关性，破坏结果。串扰的影响及其在基于云的量子计算

和串扰。中性原子量子计算机是一种有前景的模拟哈密顿量仿真机中可能被利用的方式已在最近的研究中进行了探讨[6]。

的平台，它依赖于一系列时变哈密顿量来建模更大系统的动力学，然而，对于理解中性原子量子计算机中可能出现的噪声和

并且特别适用于优化、物理和分子动力学领域的问题。然而，在

串扰以及开发运行时防护措施的工作还很少。

本共位或多租户环境中运行多个仿真受到噪声和串扰的限制。本工

译作分析了仿真的噪声如何随时间变化，并调查了空间共位对仿真II.仿真框架和控制设置

保真度的影响。研究结果表明，同时进行的仿真之间的近距离可

中以增加它们之间的串扰。为了解决这个问题，提出并评估了一种A.模拟哈密顿量仿真

2移动目标防御（MTD）策略。结果显示，MTD是一种实现中一个AHS程序依赖于一系列随时间变化的哈密顿量

v性原子量子硬件上安全可靠共位仿真的可行技术。

来控制更大系统的动态。中性原子量子计算机通过将它们

0IndexTerms—量子计算，串扰，噪声

4的量子比特（一个多体量子哈密顿量）的时间依赖哈密顿

1

2I.介绍量演化映射到实际问题上来执行AHS。在这项工作中，我

2们使用了QuEra的中性原子后端。QuEra提供了三种自由

.量子计算领域已经从理论上的承诺转变为硬件迅速发

7度来控制多体量子哈密顿量：

0展的现实。在被追求的各种模式中，中性原子量子计算机

5脱颖而出成为一种有吸引力的平台。在这些计算机中，碱

2drive

:金属和碱土金属如铷、锶和铯的原子用作量子比特。这些

v

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原子首先被限制在一个磁光阱内，然后被加载到光学镊子

xshift(1)

r[1]中，通过利用里德堡阻塞效应来移动原子进行计算[2]。

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由于量子比特不断重新配置，当前中性原子量子系统中的

量子门时间成本较高。然而，它们非常适合模拟哈密顿量vdW