利用深度多尺度纠缠重整化拟设实现量子比特节俭的纠缠确定

我们研究了量子硬件上的深度多尺度纠缠重整化拟设（DMERA）以及构成该拟设的量子比特子集的因果锥。该因果锥在量子设备上跨越 $O(M+\log{N})$ 个物理量子比特，其中 $M$ 和 $N$ 分别是子集大小和拟设中的量子比特总数。这使得能够通过约化密度矩阵（RDM）的对角化，使用 $O(M+\log{N})$ 个量子比特来确定 $N$ 量子比特波函数的冯·诺依曼纠缠熵。我们通过随机初始化一个 16 量子比特的 DMERA 并使用密度矩阵模拟对角化得到的 $M$ 量子比特子系统的 RDM 来展示这一点。作为一个具有实际意义的例子，我们还使用 DMERA 编码了 8 个自旋上的量子临界长程横场伊辛模型（LRTIM）的变分基态。我们在使用和不使用噪声的情况下进行密度矩阵模拟，以在仅使用 4 个量子比特的独立实验中获取纠缠熵。最后，我们在 IBM Kyoto 后端上重复了该实验，复现了模拟结果。