有损玻色子采样与噪声IQP采样的矩阵乘积态方法

采样问题已成为在含噪中等规模量子器件上展示量子优势的核心途径。然而，物理噪声可能从根本上改变其计算复杂性，通常使其在经典上易于处理。受近期基于矩阵乘积态(MPS)的高斯玻色子采样经典模拟成功（Oh等人，2024）的启发，我们将此框架扩展以研究其他噪声量子采样模型的经典可模拟性。我们为有损玻色子采样和噪声瞬时量子多项式时间(IQP)采样开发了基于MPS的经典算法，这两种算法都保留了MPS方法通过键维度的可调精度特性。我们的方法构建了噪声或有损输入态的纯态分解，这些分解的分量在电路演化后保持弱纠缠，从而提供了一种系统探索量子困难与经典可模拟区域边界的方法。对于玻色子采样，我们分析了单光子、福克态和猫态输入，表明经典可模拟性出现在传输速率按$O(1/\sqrt{N})$标度的条件下，通过一种可调且可扩展的方法达到了已知的量子优势边界。除了复现先前的阈值外，我们的算法在精度-效率权衡方面提供了显著改进的控制。它还将基于MPS的模拟的适用性扩展到更广泛的噪声量子采样模型类别，包括IQP电路。