基于相关性指数衰减的噪声随机量子电路经典仿真
量子物理
2025-10-09 v1
摘要
我们研究了在一般噪声模型下，噪声随机量子电路的经典可模拟性。虽然已提出多种用于模拟噪声随机电路的经典算法，但许多方法依赖反集中性属性，而当电路深度较浅或受现实噪声模型影响时，反集中性可能会失效。我们提出了一种基于条件互信息 (CMI) 指数衰减的新方法，CMI是衡量三元相关性的度量。我们证明，指数CMI衰减使得经典算法能够在一维上以多项式时间，在更高维度上以准多项式时间对噪声随机电路进行采样，即使反集中性失效亦然。为此，我们展示了指数CMI衰减使电路深度实际上变得浅，进而在采样方面实现高效的经典仿真。我们进一步提供了大量数值证据表明，指数CMI衰减是噪声随机电路在广泛噪声模型范围内的普遍特征。我们的结果确立了CMI衰减而非反集中性作为经典可模拟性的基本准则，描绘了噪声设备中量子优势的边界。
引用
@article{arxiv.2510.06328,
title = {Classical simulation of noisy random circuits from exponential decay of correlation},
author = {Su-un Lee and Soumik Ghosh and Changhun Oh and Kyungjoo Noh and Bill Fefferman and Liang Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.06328},
year = {2025}
}