論文の概要: Extending Matchgate Simulation Methods to Universal Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.02654v2
• Date: Sun, 16 Jun 2024 23:35:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-19 13:20:03.819887
• Title: Extending Matchgate Simulation Methods to Universal Quantum Circuits
• Title（参考訳）: ユニバーサル量子回路へのマッチゲートシミュレーション手法の拡張
• Authors: Avinash Mocherla, Lingling Lao, Dan E. Browne,
• Abstract要約: マッチゲートはパリティ保存された2ビットゲートのファミリーであり、その隣の回路は古典的にシミュレート可能であることが知られている。 本稿では,$boldsymboln$-qubit 回路に $boldsymbolN$ gates と $boldsymbolN-m$ を共役するシミュレーション手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.342241136871849
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Matchgates are a family of parity-preserving two-qubit gates, nearest-neighbour circuits of which are known to be classically simulable in polynomial time. In this work, we present a simulation method to classically simulate an $\boldsymbol{n}$-qubit circuit containing $\boldsymbol{N}$ gates, $\boldsymbol{m}$ of which are universality-enabling gates and $\boldsymbol{N-m}$ of which are matchgates, in the setting of single-qubit Pauli measurements and product state inputs. The universality-enabling gates we consider include the SWAP, CZ, and CPhase gates. For fixed $\boldsymbol{m}$ as $\boldsymbol{n} \rightarrow \boldsymbol{\infty}$, the resource cost, $\boldsymbol{T}$, scales as $\boldsymbol{\mathcal{O}\left(\left(\frac{en}{m+1}\right)^{2m+2}\right)}$. For $\boldsymbol{m}$ scaling as a linear function of $\boldsymbol{n}$, however, $\boldsymbol{T}$ scale as $\boldsymbol{\mathcal{O}\left(2^{2nH\left(\frac{m+1}{n}\right)}\right)}$, where $\boldsymbol{H}(\lambda)$ is the binary entropy function.
• Abstract（参考訳）: マッチゲート(英: Matchgate)は、多項式時間で古典的にシミュレート可能であることが知られている、パリティ保存の2ビットゲートの族である。 本研究は, 1量子ビットパウリ測度と積状態入力の設定において, 共振ゲートを持つ$\boldsymbol{n}$-qubit回路, $\boldsymbol{N}$ gates, $\boldsymbol{m}$, $\boldsymbol{N-m}$を古典的にシミュレートするシミュレーション手法を提案する。 私たちが考慮している普遍性誘導ゲートには、SWAP、CZ、CPhaseゲートがある。 固定された$\boldsymbol{m}$ as $\boldsymbol{n} \rightarrow \boldsymbol{\infty}$, the resource cost, $\boldsymbol{T}$, as $\boldsymbol{\mathcal{O}\left(\left(\frac{en}{m+1}\right)^{2m+2}\right)}$。 for $\boldsymbol{m}$ scale as a linear function of $\boldsymbol{n}$, $\boldsymbol{T}$ scale as $\boldsymbol{\mathcal{O}\left(2^{2nH\left(\frac{m+1}{n}\right)}\right)}$, where $\boldsymbol{H}(\lambda)$ is the binary entropy function。

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