Locally purified density operators for noisy quantum circuits

电子线路 量子 计算机科学 量子力学 物理
作者
Yuchen Guo,Shuo Yang
出处
期刊:Chinese Physics Letters [Institute of Physics]
被引量:1
标识
DOI:10.1088/0256-307x/41/12/120302
摘要

Abstract Simulating open quantum systems is essential for exploring novel quantum phenomena and evaluating noisy quantum circuits. In this Letter, we address the problem of whether mixed states generated from noisy quantum circuits can be efficiently represented by locally purified density operators (LPDOs). We map an LPDO of N qubits to a pure state of size 2 × N defined on a ladder and introduce a unified method for managing virtual and Kraus bonds. We numerically simulate noisy random quantum circuits with depths up to d = 40 using fidelity and entanglement entropy as accuracy measures. LPDO representation proves to be effective in describing mixed states in both quantum and classical regions but encounters significant challenges at the quantum-classical critical point, limiting its applicability to the quantum region exclusively. In contrast, the matrix product operator (MPO) successfully characterizes the entanglement trend throughout the simulation, while truncation in MPOs breaks the positivity condition required for a physical density matrix. This work advances our understanding of efficient mixed-state representation in open quantum systems and provides insights into the entanglement structure of noisy quantum circuits.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
星禾吾完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
Lucas应助zxzxzx采纳,获得10
3秒前
渡月桥完成签到,获得积分10
4秒前
8R60d8应助温酒筚篥采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
徐狗馨发布了新的文献求助10
6秒前
称心寒松发布了新的文献求助30
7秒前
gjhhh完成签到,获得积分10
9秒前
CodeCraft应助zhuangxiaocheng采纳,获得10
9秒前
羊羊羊发布了新的文献求助10
10秒前
MoCh完成签到,获得积分10
10秒前
lorentzh发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
科研通AI2S应助珂尔维特采纳,获得10
11秒前
苏曼青完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
a1159545319完成签到 ,获得积分20
12秒前
SunnyZhou完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
SCI的芷蝶发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
顺熙发布了新的文献求助10
16秒前
biosep完成签到,获得积分10
16秒前
直率的板凳完成签到,获得积分20
16秒前
sissiarno完成签到,获得积分0
17秒前
zz完成签到,获得积分20
17秒前
今后应助羊羊羊采纳,获得10
18秒前
mgr完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
英姑应助徐狗馨采纳,获得10
18秒前
情怀应助小飞飞2180采纳,获得10
19秒前
zz发布了新的文献求助10
20秒前
22秒前
22秒前
ARXC发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
诺和针® 32G 4mm 说明书(2023年2月23日) 1000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
Machine Learning in Chemistry The Impact of Artificial Intelligence 500
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Quantum Computing for Quantum Chemistry 500
Thermal Expansion of Solids (CINDAS Data Series on Material Properties, v. I-4) 470
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3899282
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3443969
关于积分的说明 10832618
捐赠科研通 3168727
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1750741
邀请新用户注册赠送积分活动 846295
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 789096