論文の概要: Instantaneous nonlocal quantum computation and circuit depth reduction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.09326v1
- Date: Thu, 15 Jun 2023 17:57:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-16 13:17:02.541351
- Title: Instantaneous nonlocal quantum computation and circuit depth reduction
- Title（参考訳）: 瞬時非局所量子計算と回路深さ低減
- Authors: Li Yu, Jie Xu, Fuqun Wang, Chui-Ping Yang
- Abstract要約: 我々は、瞬時二要素量子計算(または測定)のための効率的なプロトコルを示す。
クリフォードゲートとTゲートの層からなる任意のユニタリ回路は、元の回路のT深さに比例した深さの測定値を持つ回路を用いて実装可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.148511452018054
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Instantaneous two-party quantum computation is a computation process in which
there are initial shared entanglement, and the nonlocal interactions are
limited to simultaneous classical communication in both directions. It is
almost equivalent to the problem of instantaneous measurements, and is related
to some topics in quantum foundations and position-based quantum cryptography.
In this work we show an efficient protocol for instantaneous two-party quantum
computation (or measurement). Its entanglement cost is proportional to the
T-gate count when the quantum circuit is decomposed into Clifford gates and T
gates. It makes use of a garden-hose gadget from the study of quantum
homomorphic encryption. This protocol makes a class of quantum position
verification schemes insecure. Independent from the main result, we show that
any unitary circuit consisting of layers of Clifford gates and T gates can be
implemented using a circuit with measurements (or a unitary circuit) of depth
proportional to the T-depth of the original circuit. This matches a
corresponding result in measurement-based quantum computation. This is of
limited use since interesting quantum algorithms often require a high ratio of
T gates, but still we discuss some extensions and applications of the second
result.
- Abstract（参考訳）: 瞬時二者量子計算は、初期共有の絡み合いがあり、非局所的な相互作用は両方向の同時的古典的通信に制限される計算過程である。
これは即時測定の問題とほぼ同値であり、量子基盤や位置ベースの量子暗号におけるいくつかのトピックと関連している。
本研究では, 瞬時二要素量子計算(あるいは測定)のための効率的なプロトコルを示す。
その絡み合いコストは、量子回路がクリフォードゲートとTゲートに分解されるときのTゲート数に比例する。
量子ホモモルフィック暗号の研究から、ガーデニング・ホース・ガジェットを利用している。
このプロトコルは、量子位置検証スキームのクラスを安全にする。
本結果から, クリフォードゲートとTゲートの層からなる任意のユニタリ回路は, 原回路のT深さに比例した深さ(または単位回路)の回路を用いて実装可能であることを示す。
これは測定に基づく量子計算の結果と一致する。
興味深い量子アルゴリズムは高比のTゲートを必要とすることが多いため、これは限られた用途であるが、それでも第2の結果の拡張や応用について議論する。
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