利用矩阵乘积态快速模拟费米子电路
量子物理
2024-04-25 v4 化学物理
摘要
我们描述了费米子量子模拟器（FQE）软件库的矩阵乘积态（MPS）扩展。我们讨论了对称性适配的矩阵乘积态用于近似自旋1/2费米子的多体波函数的理论，并提出了一个开源的、支持MPS的FQE接口实现（MPS-FQE）。该软件使用开源的pyblock3和block2库进行大多数基本张量运算，并且可以很大程度上作为FQE的即插即用替代品，允许对更大的费米子电路进行更高效但近似的模拟。最后，我们展示了几个与近期和容错量子算法相关的应用，其中对更大系统的近似模拟预计是有用的：量子相位估计的状态制备策略的表征、不同变分量子特征求解器Ansätze的测试、Trotter误差的数值评估以及一般量子动力学问题的模拟。在所有这些例子中，使用MPS-FQE的近似模拟使我们能够处理比全状态向量模拟器可访问的系统大得多的系统。
引用
@article{arxiv.2312.17657,
title = {Fast emulation of fermionic circuits with matrix product states},
author = {Justin Provazza and Klaas Gunst and Huanchen Zhai and Garnet K. -L. Chan and Toru Shiozaki and Nicholas C. Rubin and Alec F. White},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17657},
year = {2024}
}
备注
11 pages, 6 figures