PPVM: un framework di simulazione dei circuiti per gemelli digitali di processori quantistici

Abstract degli autori

I computer quantistici si stanno avvicinando al regime iniziale di tolleranza ai guasti. Verificare la prossima generazione di hardware quantistico richiede l’emulazione congiunta del processore quantistico, del rumore dell’hardware e della logica classica di controllo e decodifica. Presentiamo la Programmable Pauli Virtual Machine (PPVM), un framework open source per gemelli digitali di processori quantistici. PPVM riunisce la propagazione di Pauli e la simulazione tableau generalizzata sotto un’astrazione comune all’interno di un’unica macchina virtuale. Il suo bytecode supporta flussi di controllo classico arbitrari; nel backend tableau generalizzato è disponibile il feed-forward condizionato dalla misurazione. Per l’hardware ad atomi neutri, ricaviamo canali di perdita atomica indipendenti e correlati e li integriamo in entrambi i backend. Dimostriamo la distillazione di stati magici che tiene conto delle perdite su oltre mille qubit fisici e l’integrazione con la decodifica classica tramite Bloqade QEC Studio.