噪声量子电路张量网络模拟的复杂度
该工作旨在严谨地研究局部噪声如何影响量子动力学的经典可模拟性,并以张量网络方法为基准进行衡量。利用算子纠缠熵(OEE),该工作证明了以下结论:(1)对于任意电路上的单量子比特退极化噪声,在 \(\order{1}\) 深度后,具有 \(\mathrm{poly}(n)\) 键维度的张量网络足以达到固定的绝对Hilbert-Schmidt误差,而相对误差则需要 \(\order{\log n}\) 深度;且该界限是最优的。(2)对于一维局域电路上的单量子比特退极化噪声,在所有深度上均存在具有 \(\mathrm{poly}(n)\) 键维度的全轨迹误差有界矩阵乘积算符(MPO)。(3)对于一维砖墙电路中的一般单量子比特噪声,具有收缩系数 \(c<1/3\) 的随机二设计门以概率 \(1-Te^{-Ω(n)}\) 产生 \(\order{1}\) 的OEE平台,而具有 \(c<1/48\) 的任意门在最坏情况下产生 \(\order{\log n}\) 的OEE。(4)在更高维度中,这些界限为投影纠缠对算符(PEPO)在每个切割上提供了深度均匀的 \(\mathrm{poly}(n)\) 平均边界键维度——在绝对或相对精度下的退极化噪声下,以及在具有强收缩的一般噪声下(绝对精度)。该工作的结果建立了特定噪声模型、电路类型及其经典可模拟性之间的严格联系。

