量子物理
[提交于 2024年2月29日
]
标题: 利用正张量网络实现对含噪量子电路的大深度模拟
标题: Enabling large-depth simulation of noisy quantum circuits with positive tensor networks
摘要: 矩阵乘积密度算符(MPDOs)是局域纯化密度矩阵的张量网络表示,其中每个物理自由度都关联到一个环境自由度。 MPDOs 在混合态表示中有有趣的性质:通过构造保证正定性、迹的高效守恒以及局域可观测量的计算效率。 然而,由于噪声的应用增加了环境希尔伯特空间的维度,导致键维数呈指数增长,因此它们在嘈杂量子电路模拟中的使用具有挑战性。 此外,由于环境希尔伯特空间基底选择的自由度,MPDOs 缺乏唯一的规范形式,这导致键维数出现巨大变化。 在这项工作中,我们提出了一种系统的方法,通过解纠缠纯化态来减少 MPDOs 的键维数。 我们通过对局部双量子比特基底优化执行类似于密度矩阵重正化群(DMRG)的扫描,从而优化环境希尔伯特空间的基底。 有趣的是,我们发现仅针对纯化态的解纠缠就可降低环境维度。 换句话说,紧凑的 MPDO 表示需要低纠缠的纯化态。 我们将我们的压缩方法应用于嘈杂随机量子电路的仿真。 与之前的 MPDO 相关工作不同,我们的技术允许保持有界的键维数和有限内存,同时保持合理的截断保真度。
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