来自渥太华大学Nexus量子技术研究所(NexQT)的一组研究人员，由Francesco Di colandreanorth_east博士领导，在物理学副教授Ebrahim Karimi教授的监督下，开发了一种评估量子电路性能的创新技术。这一重大进展最近发表在著名的《npj量子信息》杂志上，代表了量子计算领域的重大飞跃。
在快速发展的量子技术领域，确保量子器件的功能和可靠性至关重要。以高精度和高速度表征这些器件的能力对于它们有效地集成到量子电路和计算机中至关重要，这将影响基础研究和实际应用。
表征有助于确定设备是否按预期运行，当设备出现异常或错误时，这是必要的。识别和解决这些问题对于推进未来量子技术的发展至关重要。
传统上，科学家们依赖于量子过程断层扫描(QPT)，这种方法需要大量的“投影测量”来完全重建设备的操作。然而，QPT中所需测量的数量与操作的维数成二次关系，这给实验和计算带来了重大挑战，特别是对于高维量子信息处理器。
渥太华大学的研究小组率先开发了一种名为傅里叶量子过程断层扫描(FQPT)的优化技术。这种方法允许用最少的测量量来完成量子操作的表征。FQPT不需要执行大量的投影测量，而是利用一种众所周知的映射，即傅里叶变换，在两个不同的数学空间中执行部分测量。这些空间之间的物理关系增强了从单个测量中提取的信息，显著减少了所需的测量次数。例如，对于维度为2d的过程(其中d可以任意高)，只需要7次测量。
为了验证他们的技术，研究人员进行了一个光子实验，利用光偏振来编码量子比特。利用最先进的液晶技术，量子过程被实现为复杂的依赖空间的偏振变换。实验证明了该方法的灵活性和鲁棒性。
渥太华大学的博士后Francesco Di Colandrea说:“实验验证是探索该技术对噪声的恢复能力的基本步骤，确保在现实的实验场景中进行稳健和高保真的重建。”
这项新技术代表了量子计算领域的一个显著进步。研究团队已经积极致力于将FQPT扩展到任意量子运算，包括非厄米和高维实现，以及实施人工智能技术以提高精度和减少测量。这项新技术代表了量子技术进一步发展的有希望的途径。
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