【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】發(fā)展準確高效的量子多體算法對于理解強關(guān)聯(lián)量子多體系統(tǒng)中的奇異量子態(tài)至關(guān)重要。密度矩陣重整化群(DMRG)能夠高效地求解一維量子多體問題。但是由于DMRG不能刻畫二維量子系統(tǒng)糾纏熵的面積率，在保持相同計算精度的情況下，DMRG計算需要的資源隨著體系的寬度增加呈指數(shù)增長，因此DMRG只能準確求解較窄的準一維體系。雖然Projected Entangled Pair States(PEPS), Multi-scale Entanglement Renormalization Ansatz (MERA)等張量網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠提供二維系統(tǒng)糾纏熵的面積率，但是高復(fù)雜度限制了它們的廣泛應(yīng)用。目前DMRG由于其較低的計算復(fù)雜度仍然被大規(guī)模應(yīng)用于準一維系統(tǒng)的研究。如何在保持DMRG高效率的前提下提高波函數(shù)的表達能力是一個重要的研究課題。
 

　　最近，上海交通大學物理與天文學院的研究組在前期的基礎(chǔ)上[1]，將Clifford線路與DMRG算法融合，發(fā)展了Clifford circuits Augmented Matrix Product States(CAMPS) 算法[2](結(jié)構(gòu)見圖1)。CAMPS算法結(jié)合了Clifford線路可以經(jīng)典模擬和DMRG高效的特性。通過在二維J1-J2海森堡模型的測試發(fā)現(xiàn)，新算法的精度相比DMRG結(jié)果有顯著提高，但是計算復(fù)雜度只有輕微增加[2]。
 

　　圖1：(a)CAMPS的波函數(shù)形式。(b)CAMPS的優(yōu)化方式：在DMRG做切斷前先引入一個兩比特的Clifford線路使得切斷誤差最小。
 

　　該工作提出的將量子線路與張量網(wǎng)絡(luò)算法結(jié)合的思想可以廣泛地應(yīng)用于各種方法。為發(fā)展高效準確的量子多體算法開辟了新思路。該工作由上海交通大學物理與天文學院博士生錢湘堅和黃家樂在秦明普副教授指導(dǎo)下完成，近期發(fā)表于期刊Phys. Rev. Lett. [2]。該工作受到國家自然科學基金委，合肥國家實驗室量子科學與技術(shù)創(chuàng)新計劃和陽陽發(fā)展基金的支持。