Clifft：近Clifford量子电路的快速精确仿真

精确仿真容错量子电路受制于指数级状态向量规模、面板基准方法中指数级T计数规模，以及稀疏广义稳定器仿真器中逐 shot 跟踪开销之间的权衡。本文介绍Clifft——一个开源仿真器，通过将主导指数成本从总量子位数转移至动态活跃子空间，将量子态分解为离线Clifford基、在线Pauli基以及动态大小的活跃状态向量。该架构提前解决确定性Clifford坐标变换，使Stim的编译一次、多次采样执行模型推广至包含非Clifford算子的电路。因此，指数级仿真成本由峰值活跃虚拟维度决定，该维度在非Clifford算子期间扩张，在测量期间收缩。Clifft在纯Clifford与非Clifford极限下均保持与标准工具在常数因子范围内，同时在低魔术容错基准测试中相较于GPU加速的近Clifford仿真器实现数个数量级的吞吐量提升。该仿真器可在普通CPU上运行并提供类似Stim的API，据我们所知，这是首个对包含逃逸阶段的魔态培育进行的精确端到端仿真，覆盖数千亿次采样。这些仿真显示，逃逸阶段失效抑制了在低解码间隙阈值下真实T门电路与其S代理之间的差距；而在高阈值下，完整协议行为接近仅培育阶段所观察到的更大差距。