结构化 Clifford+T 电路用于高效生成量子混沌

我们研究了在使用因果覆盖架构的确定性 Clifford+T 电路中量子混沌和酉 T 设计行为的涌现。受限于需要在多样化量子硬件平台上展现混沌行为的确定性构造的需求，我们探索了确定性 Clifford 电路架构（具有因果覆盖的随机 Clifford 电路、双调排序网络和基于排列的路由电路），以驱动量子电路趋向 Wigner-Dyson（WD）纠缠谱统计和 OTOC 衰减。我们的实验表明，因果连通性而非电路深度或随机性，是驱动电路走向混沌的关键特征。我们证明，以 n 个 T 态初始化并在因果覆盖的 Clifford 演化之后添加第二层 T 层，可以产生一致的 OTOC 衰减和 WD 统计。这也有助于更深入地理解生成复杂纠缠行为的电路结构。值得注意的是，我们的工作表明多对数深度的确定性电路足以近似混沌行为，强调了因果连通性足以通过算子扩散诱导 Wigner-Dyson 纠缠统计和 OTOC 衰减。