論文の概要: Effect of non-unital noise on random circuit sampling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.16659v1
• Date: Thu, 29 Jun 2023 03:39:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-30 14:59:12.318266
• Title: Effect of non-unital noise on random circuit sampling
• Title（参考訳）: ランダム回路サンプリングにおける非一元雑音の影響
• Authors: Bill Fefferman, Soumik Ghosh, Michael Gullans, Kohdai Kuroiwa, and Kunal Sharma
• Abstract要約: 分極チャネルのような一元的源の存在下でも、結合された雑音チャネルの下の分布は、最大エントロピー分布と決して似ていないことを示す。 これはノイズのない量子回路の挙動や、単位深度しか持たないものとは対照的である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, drawing inspiration from the type of noise present in real hardware, we study the output distribution of random quantum circuits under practical non-unital noise sources with constant noise rates. We show that even in the presence of unital sources like the depolarizing channel, the distribution, under the combined noise channel, never resembles a maximally entropic distribution at any depth. To show this, we prove that the output distribution of such circuits never anticoncentrates $\unicode{x2014}$ meaning it is never too "flat" $\unicode{x2014}$ regardless of the depth of the circuit. This is in stark contrast to the behavior of noiseless random quantum circuits or those with only unital noise, both of which anticoncentrate at sufficiently large depths. As consequences, our results have interesting algorithmic implications on both the hardness and easiness of noisy random circuit sampling, since anticoncentration is a critical property exploited by both state-of-the-art classical hardness and easiness results.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,実ハードウェアに存在するノイズの種類から着想を得て,無作為量子回路の出力分布を定騒音率の非一元雑音源で検討する。 非分極化チャネルのような単位的源が存在する場合でも、結合ノイズチャネルの下での分布は、いかなる深さでも最大エントロピー分布に決して似ていない。 これを証明するために、そのような回路の出力分布は、回路の深さに関係なく、決して"フラット"な値ではないような$\unicode{x2014}$を反集中しないことを証明します。 これはノイズのないランダム量子回路やユニタリノイズのみを持つ回路の挙動とは対照的であり、どちらも十分に大きな深さで反集中する。 その結果,本研究の結果は, ノイズの多いランダム回路サンプリングの難易度と難易度の両方に興味深いアルゴリズム的意味を持つことがわかった。

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