論文の概要: Uniqueness of noncontextual models for stabilizer subtheories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.06263v4
- Date: Tue, 27 Sep 2022 15:30:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-15 02:54:38.122380
- Title: Uniqueness of noncontextual models for stabilizer subtheories
- Title(参考訳): 安定部分理論に対する非文脈モデルの特異性
- Authors: David Schmid, Haoxing Du, John H. Selby, Matthew F. Pusey
- Abstract要約: すべての安定化部分理論の(非)古典性の完全な特徴づけを与える。
我々は、任意の奇次元における安定部分定理の特異な非負および図形保存準確率表現が存在することを証明した。
- 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 give a complete characterization of the (non)classicality of all
stabilizer subtheories. First, we prove that there is a unique nonnegative and
diagram-preserving quasiprobability representation of the stabilizer subtheory
in all odd dimensions, namely Gross's discrete Wigner function. This
representation is equivalent to Spekkens' epistemically restricted toy theory,
which is consequently singled out as the unique noncontextual ontological model
for the stabilizer subtheory. Strikingly, the principle of noncontextuality is
powerful enough (at least in this setting) to single out one particular
classical realist interpretation. Our result explains the practical utility of
Gross's representation by showing that (in the setting of the stabilizer
subtheory) negativity in this particular representation implies generalized
contextuality. Since negativity of this particular representation is a
necessary resource for universal quantum computation in the state injection
model, it follows that generalized contextuality is also a necessary resource
for universal quantum computation in this model. In all even dimensions, we
prove that there does not exist any nonnegative and diagram-preserving
quasiprobability representation of the stabilizer subtheory, and, hence, that
the stabilizer subtheory is contextual in all even dimensions.
- Abstract(参考訳): すべての安定化部分理論の(非)古典性の完全な特徴づけを与える。
まず、任意の奇次元の安定化部分定理、すなわちグロスの離散ウィグナー函数のユニークな非負および図形保存準確率表現が存在することを証明する。
この表現は、スペクケンスのエピステマティックに制限されたおもちゃ理論と等価であり、したがって安定部分理論の唯一の非文脈的存在論モデルとして選択される。
厳密に言うと、非文脈性の原理は(少なくともこの設定では)古典的実在論の解釈を1つ選ぶのに十分強力である。
本研究では,この表現における(安定化部分理論の設定において)ネガティビティが一般化された文脈性を意味することを示すことにより,グロス表現の実用的有用性を説明する。
この表現の負性性は状態注入モデルにおける普遍量子計算に必要な資源であるため、一般化された文脈性もこのモデルにおける普遍量子計算に必要な資源である。
すべての偶数次元において、安定子部分理論の非負およびダイアグラム保存準確率表現が存在しないことを証明し、したがって、安定子部分理論がすべての偶数次元において文脈的であることを証明する。
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