論文の概要: Unscrambling Quantum Information with Clifford decoders

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.11337v5
• Date: Mon, 4 Mar 2024 20:31:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-07 04:09:19.683649
• Title: Unscrambling Quantum Information with Clifford decoders
• Title（参考訳）: クリフォードデコーダによる量子情報のスクランブル化
• Authors: Salvatore F.E. Oliviero, Lorenzo Leone, Seth Lloyd and Alioscia Hamma
• Abstract要約: 量子情報スクランブル(quantum information scrambling)は、局所的な相関関係を破壊し、システム全体に情報を広める統一プロセスである。 このレターは、ローカルサブシステムの外部情報を監視することにより、未知のスクランブラから情報を効率的に復号できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.823356975862005
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum information scrambling is a unitary process that destroys local correlations and spreads information throughout the system, effectively hiding it in nonlocal degrees of freedom. In principle, unscrambling this information is possible with perfect knowledge of the unitary dynamics [B. Yoshida and A. Kitaev, arXiv:1710.03363.]. However, this Letter demonstrates that even without previous knowledge of the internal dynamics, information can be efficiently decoded from an unknown scrambler by monitoring the outgoing information of a local subsystem. Surprisingly, we show that scramblers with unknown internal dynamics, which are rapidly mixing but not fully chaotic, can be decoded using Clifford decoders. The essential properties of a scrambling unitary can be efficiently recovered, even if the process is exponentially complex. Specifically, we establish that a unitary operator composed of $t$ non-Clifford gates admits a Clifford decoder up to $t\le n$.
• Abstract（参考訳）: 量子情報スクランブル(quantum information scrambling)は、局所的な相関を破壊し、システム全体に情報を拡散し、非局所的な自由度にそれを効果的に隠蔽する単一プロセスである。 原理的には、この情報を解き放つことはユニタリ力学(B. Yoshida and A. Kitaev, arXiv:1710.03363.)の完全な知識で可能である。 しかし、このレターは、内部力学の以前の知識がなくても、ローカルサブシステムの外部情報を監視することで、未知のスクランブラから情報を効率的に復号できることを示した。 驚くべきことに、未知の内部ダイナミクスを持つスクランブラは、急速に混合されているが完全にカオスではないため、クリフォードデコーダを用いて復号化可能である。 スクランブルユニタリの本質的性質は指数関数的に複雑であっても効率的に回復することができる。 特に、$t$非クリフォードゲートからなるユニタリ演算子は、$t\le n$までクリフォードデコーダを認めている。

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