有限能量下基于门操作的连续变量与离散变量量子计算机等效性
该研究团队探究了基于门操作的连续变量量子计算机超越量子比特(离散变量)量子计算机的计算能力。基于门操作的连续变量运算特指由特定有限门集合(即从高斯操作和三次相位门中选取)通过多项式序列构建的运算。研究结果表明,在系统能量固定的情况下,基于门操作的连续变量量子计算机相较离散变量量子计算机并不具备超多项式计算优势。 为证明这一结论,研究人员建立了一个具有独立价值的框架——该框架能在连续变量与离散变量范式之间实现量子电路映射。通过该框架可得出以下结论:对于由总能量与模式数量呈多项式关系的量子态和量子操作构成的、基于门操作的连续变量量子计算机现实模型,完全可采用离散变量设备进行高效模拟。该工作采用稳定子系统分解方法[Shaw等人,PRX Quantum 5, 10331]将连续变量量子态映射为离散变量对应态,据此可依据连续变量系统能量和编码量子维度,量化离散变量系统模拟连续变量量子计算机的近似误差。