論文の概要: Disentangling unitary dynamics with classically simulable quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.09001v1
• Date: Fri, 11 Oct 2024 17:18:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-30 20:36:41.682447
• Title: Disentangling unitary dynamics with classically simulable quantum circuits
• Title（参考訳）: 古典的にシミュレート可能な量子回路を用いたユニタリダイナミクスの分離
• Authors: Gerald E. Fux, Benjamin Béri, Rosario Fazio, Emanuele Tirrito,
• Abstract要約: 我々は量子回路とハミルトン力学の両方を研究する。 パウリ作用素の期待は、深いクリフォード回路でも効率的にシミュレートできる。 ハミルトニアン力学では、古典的なシミュレーションが一般化して非効率になる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We explore to which extent it is possible to construct efficient classical simulation of quantum many body systems using a combination of tensor network methods and the stabilizer formalism. For this we study both quantum circuit and Hamiltonian dynamics. We find that expectations of Pauli operators can be simulated efficiently even for deep Clifford circuits doped with T-gates or more general phase gates, provided the number of non-Clifford gates is smaller or approximately equal to the system size. This is despite the fact that the resulting states exhibit both extensive entanglement and extensive nonstabilizerness. For the Hamiltonian dynamics we find that the classical simulation generically quickly becomes inefficient, but suggest the use of matchgate circuits alongside tensor networks for the efficient simulation of many-body quantum systems near free-fermion integrability.
• Abstract（参考訳）: テンソルネットワーク法と安定化器フォーマリズムを組み合わせて量子多体系の効率的な古典的シミュレーションを構築することができるかを検討する。 このために、量子回路とハミルトン力学の両方を研究する。 Tゲートあるいはより一般的な位相ゲートをドープしたディープクリフォード回路であっても、パウリ作用素の期待は効率的にシミュレートできる。 これは、結果として生じる状態が広範な絡み合いと広範な非安定性の両方を示すという事実にもかかわらずである。 ハミルトニアン力学では、古典的なシミュレーションは急速に非効率になるが、テンソルネットワークと共にマッチゲート回路を用いることで、自由フェルミオン積分性に近い多体量子系の効率的なシミュレーションが提案される。

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