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How to write a simulator for quantum circuits from scratch: A tutorial

McGuffin, Michael J., Robert, Jean-Marc et Ikeda, Kazuki. 2026. « How to write a simulator for quantum circuits from scratch: A tutorial ». SciPost Physics Lecture Notes, vol. 131.

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McGuffin-M-2026-34519.pdf - Version publiée
Licence d'utilisation : Creative Commons CC BY.

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Résumé

We guide a competent programmer through the programming of a quantum circuit simulator, supporting quantum logic gates with arbitrary control qubits on 20+ qubits, assuming no previous knowledge of quantum computing. We explain qubit-wise multiplication for updating the state vector; how to compute partial traces on arbitrary subsets of qubits to find reduced density matrices; and computing qubit phase and purity. A sample implementation in JavaScript is provided, which also demonstrates how to compute von Neumann entropy, concurrence (to quantify entanglement), and magic, with source code much smaller and easier to study than other popular software packages.

Type de document: Article publié dans une revue, révisé par les pairs
Chercheur(-euse):
Chercheur(-euse)
McGuffin, Michael John
Affiliation: Génie logiciel et des technologies de l'information
Date de dépôt: 02 oct. 2026 20:52
Dernière modification: 02 oct. 2026 23:32
URI: https://espace2.etsmtl.ca/id/eprint/34519

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