基于粒子数守恒随机量子电路的线性交叉熵基准测试(LXEB)大规模量子设备评估

线性交叉熵基准测试(LXEB)结合随机量子电路是评估量子计算机的标准方法。然而,LXEB需要以高数值精度经典模拟给定量子电路的理想输出分布,这在超过约50个量子比特时变得不可行,即使使用最先进的超级计算机也是如此。因此,LXEB无法直接应用于评估当前超过100个量子比特并持续快速扩展的大规模量子设备。为了解决这一限制,研究团队在用于基准测试的随机量子电路中引入了一种称为粒子数守恒的约束。这一限制显著减少了固定粒子数下的希尔伯特空间规模,使得在粒子数为O(1)时,能够经典模拟超过100个量子比特的电路。此外,该工作提出了一种改进版的LXEB,称为MLXEB,它能够在粒子数守恒动力学下进行保真度估计。通过数值模拟,研究人员探讨了MLXEB在何种条件下能够提供准确的保真度估计。

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