論文の概要: Efficient stabilizer entropies for quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.19152v2
• Date: Wed, 20 Dec 2023 18:54:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-21 22:12:33.236573
• Title: Efficient stabilizer entropies for quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータのための効率的な安定化器エントロピー
• Authors: Tobias Haug, Soovin Lee, M.S. Kim
• Abstract要約: ベル測定による整数指数$n>1$のSEを効率的に測定する方法を示す。 数量子ビットを超える計算が可能となる様々な非安定化性モノトンの効率的な境界を提供する。 我々の結果は、量子コンピュータによる非安定化器の探索を開放する。
• 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: Stabilizer entropies (SEs) are measures of nonstabilizerness or `magic' that quantify the degree to which a state is described by stabilizers. SEs are especially interesting due to their connections to scrambling, localization and property testing. However, applications have been limited so far as previously known measurement protocols for SEs scale exponentially with the number of qubits. Here, we show how to efficiently measure SEs for integer index $n>1$ via Bell measurements. We provide efficient bounds of various nonstabilizerness monotones which are intractable to compute beyond a few qubits. Using the IonQ quantum computer, we measure SEs of random Clifford circuits doped with non-Clifford gates and give bounds for the stabilizer fidelity, stabilizer extent and robustness of magic. As applications, we provide efficient algorithms to measure $4n$-point out-of-time-order correlators and multifractal flatness. Our results open up the exploration of nonstabilizerness with quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 安定化器エントロピー(ses)は、状態が安定化器によって記述される程度を定量化する非安定性の尺度または「魔法」である。 SEは特に興味深いのは、スクランブルやローカライゼーション、プロパティテストとのつながりのためです。 しかし、従来のses測定プロトコルは量子ビット数に指数関数的に制限されている。 ここでは,ベル測定による整数指数$n>1$のSEを効率的に測定する方法を示す。 数量子ビットを超える計算が可能となる様々な非安定化性モノトンの効率的な境界を提供する。 イオンq量子コンピュータを用いて、非クリフォードゲートをドープしたランダムクリフォード回路のsesを測定し、魔法の安定化忠実性、安定化度、頑健性の境界を与える。 アプリケーションとして,4n$-point out-of-time-ordercorrelator と multifractal flatness を測定する効率的なアルゴリズムを提供する。 その結果,量子コンピュータによる非安定性の探索が可能となった。

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