基于矩阵乘积算符的有损耗玻色采样经典模拟
量子物理
2021-08-06 v3
摘要
从理论与实际角度刻画含噪中等规模量子(NISQ)器件的计算优势是一项重要任务。在此，我们数值研究NISQ器件的计算能力，聚焦于玻色采样——一种已知可展现量子优越性的有前景的问题。我们利用矩阵乘积算符(MPO)模拟研究有损耗玻色采样的困难性，以探讨光子损耗对基于MPO纠缠熵(EE)的经典可模拟性的影响，该纠缠熵刻画了MPO算法的运行时间。MPO模拟相较于迄今提出的其他经典算法的优势在于，其模拟精度可通过增大MPO的键维数来有效调控。值得注意的是，我们通过MPO模拟有损耗玻色采样表明，随着输入光子数增长，其计算代价即MPO EE的行为依赖于损耗标度方式而不同，呈现出与无损耗玻色采样不同的特征。特别地，当输出光子数标度快于输入光子数平方根时，我们的研究显示MPO模拟的时间复杂度呈指数标度；反之，当输出光子数标度慢于输入光子数平方根时，MPO EE可能下降，表明指数时间复杂度或许并非必要。
引用
@article{arxiv.2101.11234,
title = {Classical simulation of lossy boson sampling using matrix product operators},
author = {Changhun Oh and Kyungjoo Noh and Bill Fefferman and Liang Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11234},
year = {2021}
}
备注
22 pages, 7 figures