Quon经典模拟:统一Clifford、Matchgate与纠缠
该研究团队提出了一种统一的量子电路经典模拟框架,称为Quon经典模拟(QCS),该框架基于Quon语言的图形式化方法。该框架的核心是引入了“魔法洞”(magic holes),这是一种拓扑特征,用于捕捉模拟量子系统时计算难度的全局来源。与传统度量方法不同,QCS的复杂度由与这些魔法洞相关的拓扑纠缠熵决定。研究团队证明,Clifford电路和Matchgate电路不包含魔法洞,因此在该模型中可以高效模拟。为了捕捉魔法洞的相互作用结构,研究团队定义了一种拓扑张量网络表示,并开发了新的skein关系和简化算法,以优化电路表示。这一方法显著提高了经典模拟的效率,并为多种已知量子电路类的可处理性提供了统一的解释。该工作为量子系统的经典可模拟性和拓扑复杂性提供了新的拓扑视角。
