将 Julia-ITensors 集成到张量网络量子虚拟机 (TNQVM) 中
量子物理
2026-03-31 v1
摘要
张量网络量子虚拟机（TNQVM）是 eXtreme-scale ACCelerator（XACC）框架的高性能经典电路模拟后端，利用智能张量（ITensor）库进行基于张量网络的量子电路模拟。然而，TNQVM 原有的 C++ ITensor 后端绑定于较旧的集成版本，限制了对 Julia 生态中积极开发的 ITensors 所提供的更新张量网络算法、诊断工具和性能改进的访问。我们引入 JuliaITensorTNQVM，一个互操作层，通过 C 兼容的应用二进制接口桥接 TNQVM 的 C++ 访问者基础设施与 Julia-ITensors 运行时。该设计保留了现有的 XACC/TNQVM 编程模型，同时能够访问现代张量网络能力，包括直接暴露给 XACC 的纠缠熵诊断。我们通过两项研究评估了该实现：使用 Haar 随机态的 Page 曲线验证协议，以及在 3-正则图上的 QAOA MaxCut 模拟。在这些测试范围内，结果与预期的纠缠行为和已建立的缩放趋势一致，支持 JuliaITensorTNQVM 作为 TNQVM 中张量网络模拟的实用现代化路径。
引用
@article{arxiv.2603.27037,
title = {Integrating Julia-ITensors into the Tensor Network Quantum Virtual Machine (TNQVM)},
author = {Zachary W. Windom and Daniel Claudino and Vicente Leyton-Ortega},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.27037},
year = {2026}
}