低纠缠玻色高斯态的多项式时间高效模拟

玻色高斯态在量子光学和凝聚态物理中广泛存在。虽然在高斯形式下可以高效处理，但抽样需要计算玻色占据基中的振幅。然而，此步骤受制于高度显著的瓶颈——配对和（hafnian）。我们提出了一种高效算法，将纯玻色高斯态转换为矩阵积态（MPS），从而在直接基于高斯形式的计算变得效率低下时的一种灵活的工具，用于探索玻色高斯系统。该方法将高斯奇异值分解与投影创建算子映射相结合，通过构建局部MPS张量而无需计算配对和（hafnian），从而实现了这一目标。对Jiuzhang 2.0和Jiuzhang 4.0高斯玻色抽样实验中的协方差矩阵进行基准测试，表明在损耗设备中相关的低纠缠 regime 下，相对于以前的张量网络方法具有显著的加速。该方法为玻色高斯态（具有有限纠缠）提供了可扩展的经典仿真框架。在此 regime 下，可通过保持可计算的束缚维度来实现目标精度，从而将MPS基于的方法的适用性扩展到更广泛的玻色系统。