論文の概要: Classically Simulating Quantum Circuits with Local Depolarizing Noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.08373v1
- Date: Thu, 23 Jan 2020 05:10:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-06 05:07:21.037425
- Title: Classically Simulating Quantum Circuits with Local Depolarizing Noise
- Title（参考訳）: 局所脱分極雑音による量子回路の古典シミュレーション
- Authors: Yasuhiro Takahashi, Yuki Takeuchi, Seiichiro Tani
- Abstract要約: 量子回路の古典的シミュラビリティに対する雑音の影響について検討する。
小型ノイズの存在がCT-ECS回路の古典的シミュラビリティに大きく影響を与えることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the effect of noise on the classical simulatability of quantum
circuits defined by computationally tractable (CT) states and efficiently
computable sparse (ECS) operations. Examples of such circuits, which we call
CT-ECS circuits, are IQP, Clifford Magic, and conjugated Clifford circuits.
This means that there exist various CT-ECS circuits such that their output
probability distributions are anti-concentrated and not classically simulatable
in the noise-free setting (under plausible assumptions). First, we consider a
noise model where a depolarizing channel with an arbitrarily small constant
rate is applied to each qubit at the end of computation. We show that, under
this noise model, if an approximate value of the noise rate is known, any
CT-ECS circuit with an anti-concentrated output probability distribution is
classically simulatable. This indicates that the presence of small noise
drastically affects the classical simulatability of CT-ECS circuits. Then, we
consider an extension of the noise model where the noise rate can vary with
each qubit, and provide a similar sufficient condition for classically
simulating CT-ECS circuits with anti-concentrated output probability
distributions.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,量子回路の古典的シミュラビリティに対する雑音の影響を,計算可能(CT)状態と効率的な計算可能スパース(ECS)演算により検討する。
CT-ECS回路と呼ばれるそのような回路の例としては、IQP、クリフォードマジック、共役クリフォード回路がある。
これは、様々なCT-ECS回路が存在し、その出力確率分布は反集中であり、雑音のない環境では古典的にシミュレートできないことを意味する。
まず、計算終了時の各キュービットに対して、任意に小さい定速度の脱分極チャネルを適用したノイズモデルを考える。
このノイズモデルでは、ノイズレートの近似値が分かっていれば、アンチ集中出力確率分布を持つ任意のCT-ECS回路は古典的にシミュレート可能であることを示す。
このことは、小さなノイズの存在がCT-ECS回路の古典的シミュラビリティに大きく影響していることを示している。
そこで,各キュービット毎にノイズレートが変動するノイズモデルの拡張について検討し,従来のCT-ECS回路を非集中出力確率分布で古典的にシミュレートするための同様の条件を提案する。
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