剥离量子决策图的身份

将量子态和操作表示为向量和矩阵的经典方法在系统规模不断增大时，内存和运行时需求呈指数增长。基于其在经典计算中的应用，一种称为决策图（DD）的数据结构已被提出，这在许多情况下提供了更紧凑的表示和更高效的计算。尽管在经典领域已经进行了数十年的研究，并且存在众多针对特定应用的变体，但用于量子计算的 DD 仅处于初步阶段，仍有针对这一新技术进行优化的余地。特别是，现有的 DD 表示需要通过表示恒等矩阵的节点来扩展量子电路中的所有操作到完整的系统大小。在本工作中，我们通过剥离这些恒等结构使量子操作，为量子 DD 迈出了重要一步。这显著减少了表示这些操作所需的节点数量，也减轻了其实现的关键构建块的压力。结果是一种更自然适用于量子计算的结构，并且在计算中显著加速——相对于当前最先进的方法，运行时提高了最高可达 70 倍。