Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2507.11424

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2507.11424 (quant-ph)
[提交于 2025年7月15日 ]

标题: 用二维张量网络对量子电路进行模拟和采样

标题: Simulating and Sampling from Quantum Circuits with 2D Tensor Networks

Authors:Manuel S. Rudolph, Joseph Tindall
摘要: 经典量子电路模拟在量子计算机的发展以及对领域进行温度检测中起着至关重要的作用。 在这里,我们使用二维张量网络假设对多种物理动机电路进行经典模拟,这些假设与底层量子处理器的几何结构相匹配。 然后,我们采用边界矩阵乘积态收缩算法的广义版本,以可控的方式从结果张量网络状态中生成样本。 我们的方法使我们能够系统地将最终状态的质量以及从中抽取的样本收敛到由电路定义的真实分布。 通过这些方法,我们以数值精度模拟了最近IBM实验中最大的局部单位Jastrow假设电路。 我们还研究了在大heavy-hex和旋转正方形晶格上的二维离散时间海森堡模型中的域壁淬火,这些晶格分别反映了IBM和Google最新的量子处理器。 我们在Google Willow几何结构上观察到复杂环状关联的快速积累,这对系统的局部性质产生了显著影响。 同时,我们在heavy-hex处理器上发现环状关联积累极其缓慢,并且即使在大的电路深度下,对系统局部性质的影响也几乎可以忽略不计。 我们的结果强调了量子处理器几何结构在经典可模拟性中的作用。
摘要: Classical simulations of quantum circuits play a vital role in the development of quantum computers and for taking the temperature of the field. Here, we classically simulate various physically-motivated circuits using 2D tensor network ans\"atze for the many-body wavefunction which match the geometry of the underlying quantum processor. We then employ a generalized version of the boundary Matrix Product State contraction algorithm to controllably generate samples from the resultant tensor network states. Our approach allows us to systematically converge both the quality of the final state and the samples drawn from it to the true distribution defined by the circuit. With these methods, we simulate the largest local unitary Jastrow ansatz circuit taken from recent IBM experiments to numerical precision. We also study a domain-wall quench in a two-dimensional discrete-time Heisenberg model on large heavy-hex and rotated square lattices, which reflect IBM's and Google's latest quantum processors respectively. We observe a rapid buildup of complex loop correlations on the Google Willow geometry which significantly impact the local properties of the system. Meanwhile, we find loop correlations build up extremely slowly on heavy-hex processors and have almost negligible impact on the local properties of the system, even at large circuit depths. Our results underscore the role the geometry of the quantum processor plays in classical simulability.
评论: 13页,9图
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 其他凝聚态物理 (cond-mat.other)
引用方式: arXiv:2507.11424 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2507.11424v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.11424
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Manuel Rudolph [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 7 月 15 日 15:50:02 UTC (2,683 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.other
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cond-mat
quant-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号