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基于状态向量表示的快速量子仿真算法 a fast quantum simulation algorithm based on state vector.pdf

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基于状态向量表示的快速量子仿真算法 a fast quantum simulation algorithm based on state vector

VoI.39 第3期 电 子 学 报 No.3 ACIA 2011年3月 EI正CTRONlCASIMCA Mar.2011 基于状态向量表示的快速量子仿真算法 陈雄1,一,陈汉武1一,刘志昊1,一,李志强3 (1.东南大学计算机科学与rr=程学院,江苏南京211189; 2.东南大学计算机网络和信息集成教育部重点实验室,江苏南京211189;3.扬州大学信息工程学院,江苏扬州225009) 摘要:本文给出了量子门的符号化表示形式,将/7,量子线路表示成一个控制位符号向量和一个低阶受控量 子门的组合,避免了使用高维矩阵的巨大存储开销.对无循环格雷码生成算法进行扩展,提出了凡元k定位二进制数 生成算法.提出了快速鼍子仿真算法FQsA,将输入状态向量分组,用同一酉算子对各组进行矩阵向量乘积运算,从而 快速产生输出状态向量.相比其他通用量子仿真算法,FQSA节省了存储空间,并具有最优的时间复杂度.仿真Qrr表 明,较当前最好的分治算法,嗍极大降低了运行时间,提高了可仿真量子比特数. 关键词: 量子线路;仿真技术;状态向量;格雷码生成;快速量子仿真算法 中图分类号:TP387文献标识码: A 文章编号:0372-2112(2011)03.0500-05 AFastQuantumSimulation BasedonStateVector Algorithm CHEN Hart—WUl’2,LIUZhi—hd∞1,2,LI Xion91,2,CHEN Zhi—qia《 (1.Schoolof白帕Sc扬weand凸驴咖,Southeau№毋,Nanj/rig,Jio嶝.211189,吼妇; and 2.Key Information ofM/n缸ry laboratoryofC∞妒弛口Nmoork Integration ofEducat/on,&Ⅲ抽“哦U,函M,蚵, Nanj垤,Jiancsu211189,‰;3.D魄PofInfo.删ionEnglaoer啦,Yangz概University,Yangdu)u,J/angsu225009,‰) introduce for circuit.andshowhow circuit啪bedescribedasa Abstract:We symbolicrepresentationquanUml n·qubit control VectOlandalower-orderc幻ntrolled of mall3X.WeeX- ClOtsymbolic gate,insteadthe卵俨髑既吐ad伽ofhigher-orderunitary tendthe code and n binary proposeelements七positionbinarygen枷oll looplessGray gell枷onalgorithm algorithm.Besides.a fast simulation

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