在近似马尔可夫性条件下准多项式时间内对含噪声量子线路的经典采样
虽然量子计算能够完成经典计算机难以处理的任务,但在缺乏容错机制的情况下,噪声的存在可能会破坏这种优势。该研究团队提出了一种经典算法,可在n·polylog(n)时间内模拟局域退极化噪声下的量子电路运行,从而否定了此类场景下的量子优势。该算法利用名为“近似马尔可夫性”的特性,通过顺序采样方式重构噪声电路的测量结果分布。研究人员在广泛电路类型中验证了该特性:(1)证明当噪声率超过恒定阈值时,所有电路均满足该性质;(2)通过理论分析和数值模拟证实,任何恒定噪声率下的随机量子电路均符合该特征。这些结论涵盖已知经典可模拟情形,同时拓展至诸如无抗聚集特性的浅层随机电路等新领域——而此前算法在此类场景中均告失效。综合研究表明,该工作显著扩展了经典可模拟的边界,揭示噪声通常会导致量子电路呈现近似马尔可夫性和经典可模拟性,这凸显了含噪声量子电路在展现量子优势方面的固有局限性。