基于重整化群的矩阵乘积态制备,规模达80量子比特

量子计算机面临的一个关键挑战是如何在多量子比特系统中高效制备多体纠缠态。本研究展示了在超导量子硬件上采用基于重整化群(RG)的量子算法制备矩阵乘积态(MPS)的成果。与顺序生成法相比,理论证明该RG协议在渐近条件下(当系统尺寸扩展时)能以指数级更浅的电路深度制备短程关联MPS,但其优势起效的具体系统规模尚不明确。为此,该团队将该算法应用于制备一类呈现对称性保护拓扑(SPT)相与平庸相之间相变的MPS,系统规模可达80个量子比特。研究发现:1) RG电路的较浅深度使其对噪声更具鲁棒性;2) 在大规模系统中整体性能优于顺序电路,该结论通过测量类弦序局域期望值和能量密度得到验证。这项工作表明基于RG的协议能够实现超越固定点的大规模MPS制备,尤其适用于SPT有序态。

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提交arXiv: 2025-10-28 17:45

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