矩阵乘积酉算子的量子电路复杂度
矩阵积酉算子(MPUs)是一类多体酉算子,由于其张量网络结构特性,能够在一维系统中保持纠缠面积律。然而,由于描述MPU的单个张量本身并不具备酉性,如何将其实现为量子电路仍属未知。该工作证明了一大类MPU可通过多项式深度的量子电路实现:对于由重复体张量构建的N位点开放边界MPU,研究人员明确构建了深度T=O(N^α)的量子电路,其中常数α仅取决于体张量和边界张量,与系统尺寸N无关。该研究指出,这类算子在包含能产生长程纠缠的非平凡酉算子之外,还涵盖了基于C*弱Hopf代数表示构造的大量酉算子。此外,该团队还将此构建方法推广至非均匀平移变化的MPUs,证明其可通过深度O(N^β poly D)的电路实现,其中β≤1+log2√D/s_min,D为键维数,s_min为最小奇异值。
