STABSim:一款超越直接模拟功能的并行化克利福德模拟器
高效的基于稳定器的计算是量子计算中的关键任务,它为量子算法提供了经典计算可处理的洞察方式——否则这些算法在经典设备上会迅速因规模扩大而无法运算。量子纠错、硬件验证、混合计算等领域的公式化表达,都得益于经典计算机对克利福德门(Clifford gates)的精确评估能力。然而,当前稳定器模拟器在扩展性和直接模拟之外的应用场景存在显著局限。 为解决这一问题,该研究团队提出了一种GPU加速的表格稳定器模拟器,该模拟器在直接电路模拟中高效扩展,并支持一系列基于稳定器的任务。该工作展示了如何利用该模拟器快速计算泡利字符串(Pauli strings)之间的泡利对易分组,从而减少量子化学问题中的电路运行次数。此外,研究人员基于STABSim开发了一个克利福德+T电路转换器,该工具利用模拟器框架追踪非克利福德旋转中的关联关系——当克利福德门被吸收到电路的测量步骤时。剩余的T旋转层会在模拟器结构中被进一步优化,最终生成仅含必要非克利福德旋转的简化电路,从而提升模拟效率并降低实际量子设备的运行成本。
