夸托奇

量子张量收缩处理程序。量子计算的经典模拟对于研究量子算法的数值行为是必要的,因为目前还没有一个大型的可行的量子计算机来进行数值试验。张量网络(TN)收缩是一种能够有效模拟某些量子电路的算法方法,通常比模拟整个Hilbert空间的方法大大降低了计算成本。在这项研究中,我们实现了一个张量网络收缩程序,以模拟使用多核计算节点的量子电路。我们展示了使用量子近似优化算法(qoa)对3到7正则图的最大割问题的模拟结果,成功地模拟了100个量子比特。我们测试了两种不同的生成张量指数压缩序列的方法:一种是基于线图的树分解,另一种是使用一种直接的随机方案生成排序。通过对qoa电路实例的研究,我们得到了预期的结果:随着量子电路线图的树长减小,TN收缩比模拟整个Hilbert空间要有效得多。这项工作的结果表明,张量收缩法仅在用正则性约为5的图模拟Max-Cut/qoa时才是优越的。给一个量子电路的计算洞察将有助于更有效地理解这一点。只有当计算一个合理的树分解所需的时间非常昂贵时,随机收缩方法才会优于基于线图的方法。最后,我们发布了我们的软件包qTorch(量子张量收缩处理程序),用于一般量子电路模拟。