通过框架化 Wigner 函数扩展含非稳定态 Clifford 电路的可经典模拟边界

Wigner 函数形式在考察量子态的非经典特性及其经典可模拟性方面发挥了关键作用。然而，由于 Clifford 门引起的负性，其在量子比特系统中的应用面临局限。本文中，我们提出一种基于框架化 Wigner 函数（framed Wigner function，一种带有额外相位自由度的 Wigner 函数扩展形式）的量子比特 Clifford 电路经典模拟新方法。在我们的框架中，Clifford 门通过切换到合适帧而不引入负性；从而一大类非稳定态可为正表示。利用该技术，我们展示带有非稳定态输入的 Clifford 电路的某些边缘输出可在多项式时间与内存代价下被高效采样。我们发展了图论方法来识别可经典模拟的边缘输出，并将其应用于对数深度随机 Clifford 电路。我们还给出了使用框架化 Wigner 函数的输出概率估计方案，并讨论其精度。我们的方法为利用准概率探索可经典模拟的量子电路开辟了新途径。