論文の概要: Non-stabilizerness and entanglement from cat-state injection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.19988v1
• Date: Wed, 31 May 2023 16:11:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-06-01 15:22:18.363884
• Title: Non-stabilizerness and entanglement from cat-state injection
• Title（参考訳）: 猫状態注入による非安定化と絡み合い
• Authors: Filipa C. R. Peres, Rafael Wagner, Ernesto F. Galv\~ao
• Abstract要約: キャット状態は、図式ZX計算に基づいて量子回路の古典的なシミュレーターのランタイムを改善するために使われてきた。 猫の状態の新たなファミリーを導入し、それを用いて、任意の量子回路に非安定化器性(マジックとしても知られる)と絡み合いを同時に注入する回路ガジェットを記述する。 提案手法は, 入射量子ビット数の削減や, 非入射クリフォード回路のスクランブルダイナミクスの誘導に有効であることを示す。
• 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: Recently, cat states have been used to heuristically improve the runtime of a classical simulator of quantum circuits based on the diagrammatic ZX-calculus. Here we explore the use of cat-state injection within the quantum circuit model. We introduce a new family of cat states $\left| \mathrm{cat}_m^* \right>$, and describe circuit gadgets using them to concurrently inject non-stabilizerness (also known as magic) and entanglement into any quantum circuit. We provide numerical evidence that cat-state injection does not lead to speed-up in classical simulation. On the other hand, we show that our gadgets can be used to widen the scope of compelling applications of cat states. Specifically, we show how to leverage them to achieve savings in the number of injected qubits, and also to induce scrambling dynamics in otherwise non-entangling Clifford circuits in a controlled manner.
• Abstract（参考訳）: 近年、猫の状態は図式ZX計算に基づいて古典的な量子回路シミュレータのランタイムをヒューリスティックに改善するために使用されている。 ここでは,量子回路モデルにおける猫状態注入の利用について検討する。 猫状態の新たなファミリーである$\left| \mathrm{cat}_m^* \right>$を導入し、それを用いて、任意の量子回路に非安定化性(マジックとしても知られる)と絡み合いを同時に注入する回路ガジェットを記述する。 キャットステートインジェクションが古典シミュレーションのスピードアップに繋がらないという数値的な証拠を提供する。 一方,我々のガジェットは,猫状態の説得力のある応用範囲を広げるために利用できることを示す。 具体的には、注入された量子ビット数の節約を達成するためにそれらを活用する方法を示し、また、非絡み合うクリフォード回路において、制御された方法でスクランブルダイナミクスを誘導する。

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