基于投影纠缠对态的通用量子电路模拟器与量子优越性边界

量子计算硬件的最新进展已将量子计算推至量子优越性的边缘。随机量子电路是展示量子优越性的杰出候选者，其可在支持二维构型上最近邻门操作的量子设备上实现。在此我们展示，利用投影纠缠对态（Projected Entangled-Pair States）算法——一种研究二维强相互作用多体量子系统的工具——我们可以实现一个有效的通用量子算法模拟器。该技术允许精确量化随机量子电路的内存使用与时间需求，从而展示量子优越性的边界。借助此方法我们可以计算系统的完整波函数，从中可以单位保真度采样出单个振幅。应用这一通用量子电路模拟器，我们在天河二号超级计算机上用不到 $93$ TB 内存、31 分钟计算出了具有深度 $1+40+1$ 和双精度数的 $7\times 7$ 量子比特晶格的振幅。