論文の概要: Pseudomagic Quantum States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.16228v3
• Date: Mon, 27 May 2024 18:19:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-30 04:26:52.979174
• Title: Pseudomagic Quantum States
• Title（参考訳）: 擬似量子状態
• Authors: Andi Gu, Lorenzo Leone, Soumik Ghosh, Jens Eisert, Susanne Yelin, Yihui Quek,
• Abstract要約: 非安定化性(Notions of nonstabilizerness)とは、非古典的な量子状態が正確にどのようにあるのかを定量化したものである。 量子状態の「擬似的」アンサンブルは、非安定化性は低いが、非安定化性が高いものとは計算的に区別できない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.693280275647873
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Notions of nonstabilizerness, or "magic", quantify how non-classical quantum states are in a precise sense: states exhibiting low nonstabilizerness preclude quantum advantage. We introduce 'pseudomagic' ensembles of quantum states that, despite low nonstabilizerness, are computationally indistinguishable from those with high nonstabilizerness. Previously, such computational indistinguishability has been studied with respect to entanglement, introducing the concept of pseudoentanglement. However, we demonstrate that pseudomagic neither follows from pseudoentanglement nor implies it. In terms of applications, the study of pseudomagic offers fresh insights into the theory of quantum scrambling: it uncovers states that, even though they originate from non-scrambling unitaries, remain indistinguishable from scrambled states to any physical observer. Additional applications include new lower bounds on state synthesis problems, property testing protocols, and implications for quantum cryptography. Our work is driven by the observation that only quantities measurable by a computationally bounded observer - intrinsically limited by finite-time computational constraints - hold physical significance. Ultimately, our findings suggest that nonstabilizerness is a 'hide-able' characteristic of quantum states: some states are much more magical than is apparent to a computationally bounded observer.
• Abstract（参考訳）: 非安定化剤性(英: nonstabilizerness)または「魔法」の表記は、非古典的な量子状態が正確にどのようにあるかを定量化する:低い非安定化剤性を示す状態は、量子上の優位性を妨げる。 量子状態の「擬似的」アンサンブルは、非安定化性は低いが、非安定化性が高いものとは計算的に区別できない。 従来、そのような計算の不明瞭さは絡み合いに関して研究され、擬似絡み合いの概念が導入された。 しかし、擬似偽造は擬似絡み合いから従わず、意味も示さない。 応用の観点からは、擬似磁性の研究は量子スクランブルの理論に新たな洞察を与える:それは、それらが非スクランブルユニタリに由来するとしても、スクランブル状態から物理的オブザーバーまで区別できないことを明らかにしている。 その他の応用としては、状態合成問題、プロパティテストプロトコル、量子暗号への含意に関する新しい下位境界がある。 我々の研究は、計算的に有界な観測者によって測定できる量(本質的に有限時間計算の制約によって制限される量)だけが物理的意義を持つという観察によって駆動される。 最終的に、我々の発見は、非安定化剤性は量子状態の「隠れ可能な」特性であり、いくつかの状態は計算的に有界な観測者にとって明らかなよりもずっと魔法的であることを示唆している。

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