将矩阵乘积态编码为单双量子比特门量子电路
量子物理
2020-03-11 v2 强关联电子
摘要
矩阵乘积态 (MPS) 是凝聚态物理和量子信息科学等领域中最重要的数学模型之一。然而，在量子平台上实现具有大 N 和大纠缠的 N 量子比特 MPS 极具挑战性，因为它需要高维量子比特或多体门来承载纠缠。本文提出了一种高效方法，仅使用单量子比特和双量子比特门即可将给定的 MPS 精确编码为量子电路。其思路是构建能够最优地将 MPS 解纠缠为乘积态的幺正矩阵乘积算符。这些矩阵乘积算符构成了量子电路，该电路以高保真度将乘积态演化为目标 MPS。我们对强关联自旋模型的基态 MPS 的基准测试表明，所构建的量子电路可以用比 MPS 自身尺寸少得多的量子比特来编码 MPS。该方法为在近期量子平台上将量子多体态和其他基于 MPS 的模型实现为量子电路铺平了一条可行且高效的路径。
引用
@article{arxiv.1908.07958,
title = {Encoding of Matrix Product States into Quantum Circuits of One- and Two-Qubit Gates},
author = {Shi-Ju Ran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07958},
year = {2020}
}
备注
7 pages, 5 figures