論文の概要: Fast pseudorandom quantum state generators via inflationary quantum
gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.09885v2
- Date: Tue, 12 Dec 2023 21:29:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-14 23:32:37.303545
- Title: Fast pseudorandom quantum state generators via inflationary quantum
gates
- Title（参考訳）: インフレーション量子ゲートによる高速擬似ランダム量子状態発生器
- Authors: Claudio Chamon, Eduardo R. Mucciolo, Andrei E. Ruckenstein, and
Zhi-Cheng Yang
- Abstract要約: n$-depth $2$qudit-gate-based generic random quantum circuits are match the speed limit for scrambling。
我々は、浅い$log n$-depth量子回路で擬似ランダム量子状態を生成することは、インフレーションの量子(IQ)ゲートの普遍的な族を用いると達成できると主張している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.5072186061740904
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a mechanism for reaching pseudorandom quantum states, i.e., states
that computationally indistinguishable from Haar random, with shallow quantum
circuits of depth $\log n$, where $n$ is the number of qudits. While it is
often argued that a $\log n$ ``computational time" provides a lower bound on
the speed of information scrambling, the level of scrambling implied by those
arguments does not rise to the level required for pseudorandomness. Indeed, we
show that $\log n$-depth $2$-qudit-gate-based generic random quantum circuits
that match the ``speed limit" for scrambling cannot produce computationally
pseudorandom quantum states. This conclusion is connected with the presence of
polynomial (in $n$) tails in the stay probability of short Pauli strings that
survive evolution through $\log n$ layers of such circuits. We argue, however,
that producing pseudorandom quantum states with shallow $\log n$-depth quantum
circuits can be accomplished if one employs universal families of
``inflationary'' quantum (IQ) gates which eliminate the tails in the
stay-probability. We prove that IQ-gates cannot be implemented with $2$-qubit
gates but can be realized either as a subset of 2-qu$d$it-gates in $U(d^2)$
with $d\ge 3$ and $d$ prime, or as special 3-qubit gates. Identifying the
fastest way of producing pseudorandom states is conceptually important and has
implications to many areas of quantum information.
- Abstract（参考訳）: 擬似ランダムな量子状態に到達するためのメカニズム、すなわち、計算的にハール乱数と区別できないこと、深さ$\log n$の浅い量子回路で、$n$はクォーディットの数であることを示す。
しばしば、$\log n$ ``computational time" は情報スクランブルの速度の低い境界を与えると議論されるが、これらの議論によって示唆されるスクランブルのレベルは擬似ランダムネスに必要なレベルにはならない。
実際、$\log n$-depth $2-qudit-gate-based generic random quantum circuits that match the ``speed limit" for scramblingは計算的に疑似ランダムな量子状態を生成することができない。
この結論は、そのような回路の$\log n$層を通じて進化し続ける短いポーリ弦の保留確率における多項式(n$)テールの存在と関係している。
しかし、浅い$\log n$-depthの量子回路で擬似乱数量子状態を生成することは、'inflationary' 量子 (iq) ゲートの普遍的な族を駆使して保留可能性のテールを排除することで達成できると主張する。
iqゲートは$$-qubitのゲートでは実装できないが、$d\ge 3$と$d$ primeで$u(d^2)$の2-qu$d$it-ゲートのサブセットとして、または特別な3-qubitのゲートとして実現できる。
擬似ランダム状態を生成する最速の方法を特定することは概念的に重要であり、多くの領域の量子情報に影響を及ぼす。
関連論文リスト
- On verifiable quantum advantage with peaked circuit sampling [9.551919087634522]
このような回路から1/textpoly(n)$のピーク値を得るには、圧倒的な確率で$tau_p = Omega(tau_r/n)0.19)$が必要である。
また、このモデルでは非自明なピーク性も可能であるという数値的な証拠を与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-22T18:00:06Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - A vertical gate-defined double quantum dot in a strained germanium
double quantum well [48.7576911714538]
シリコン-ゲルマニウムヘテロ構造におけるゲート定義量子ドットは、量子計算とシミュレーションのための魅力的なプラットフォームとなっている。
ひずみゲルマニウム二重量子井戸におけるゲート定義垂直2重量子ドットの動作を実証する。
課題と機会を議論し、量子コンピューティングと量子シミュレーションの潜在的な応用について概説する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-23T13:42:36Z) - Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent
states [49.299443295581064]
ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。
符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z) - Random quantum circuits are approximate unitary $t$-designs in depth
$O\left(nt^{5+o(1)}\right)$ [0.0]
ランダム量子回路は深さ$O(nt5+o(1))$で近似単位の$t$-designsを生成する。
我々の手法は、ガオの量子団結境界とクリフォード群の理にかなわない有効性を含んでいる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-30T18:02:08Z) - Efficient Bipartite Entanglement Detection Scheme with a Quantum
Adversarial Solver [89.80359585967642]
パラメータ化量子回路で完了した2プレーヤゼロサムゲームとして,両部絡み検出を再構成する。
このプロトコルを線形光ネットワーク上で実験的に実装し、5量子量子純状態と2量子量子混合状態の両部絡み検出に有効であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-15T09:46:45Z) - Sample Complexity of Learning Quantum Circuits [4.329298109272386]
物理量子回路は、経験的リスク最小化により、量子コンピュータ上でPACを学習可能であることを示す。
我々の結果は、理論と実験の両方において量子機械学習のための貴重なガイドを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-19T18:00:04Z) - Depth-efficient proofs of quantumness [77.34726150561087]
量子性の証明は、古典的検証器が信頼できない証明器の量子的利点を効率的に証明できる挑戦応答プロトコルの一種である。
本稿では、証明者が量子回路を一定深度でしか実行できない量子性構成の証明を2つ与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-05T17:45:41Z) - Improved spectral gaps for random quantum circuits: large local
dimensions and all-to-all interactions [0.0]
我々は、$D$のランダム量子回路がスペクトルギャップスケーリングを$Omega(n-1)$とすることを示し、$t$が局所次元と比較して小さいことを仮定する:$t2leq O(q)$。
2つ目の結果は、全ての相互作用を持つランダム量子回路に対して、以下に$Omega(n-1log-1(n) t-alpha(q))$で有界な非条件スペクトルギャップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-09T19:00:50Z) - Depth-2 QAC circuits cannot simulate quantum parity [0.0]
我々は、$n > 3$ qubitsの量子パリティゲートが量子回路によってクリーンにシミュレートできないことを示す。
これはパリティゲートとこの形式の回路の間の最もよく知られ、最初の非自明な分離である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-25T15:32:16Z) - Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State
Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。
我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。
我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。