Simulazione di circuiti dinamici con reti tensoriali

Abstract degli autori

I circuiti dinamici, che integrano misurazioni a metà circuito e operazioni controllate classicamente, ampliano la capacità espressiva dei programmi quantistici e sono centrali per applicazioni quali la correzione degli errori quantistici, la preparazione degli stati e gli algoritmi quantistici distribuiti. Tuttavia, la loro simulazione classica è difficile a causa della crescita esponenziale dei rami di esecuzione indotta dalle misurazioni a metà circuito. In questo lavoro sviluppiamo un approccio basato su reti tensoriali per simulare circuiti dinamici, estendendo un metodo basato su DMRG per la simulazione di circuiti quantistici in modo da supportare le operazioni dei circuiti dinamici. Per affrontare la proliferazione esponenziale dei rami di esecuzione, introduciamo e confrontiamo due strategie: un approccio stocastico a percorso singolo, che campiona singoli esiti di misurazione, e un approccio a percorsi multipli, che mantiene un insieme di rami. Valutiamo questi metodi su circuiti dinamici standard, tra cui il protocollo di teletrasporto e la preparazione dello stato GHZ, nonché su circuiti dinamici casuali. La nostra analisi esplora i compromessi tra accuratezza della simulazione ed efficienza computazionale. Questi risultati offrono un quadro pratico e scalabile per la simulazione classica di circuiti dinamici.