論文の概要: Quantum Graph-State Synthesis with SAT

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.03593v2
• Date: Fri, 25 Oct 2024 11:50:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-28 13:34:02.005149
• Title: Quantum Graph-State Synthesis with SAT
• Title（参考訳）: SATによる量子グラフ状態合成
• Authors: Sebastiaan Brand, Tim Coopmans, Alfons Laarman,
• Abstract要約: 局所および非局所グラフ状態演算のためのCNF符号化法を提案する。 所望の変換を合成するために、このエンコーディングを有界モデルチェックセットで使用する。 このアプローチは、最大17キュービットまでのグラフの変換を30分以内で合成できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In quantum computing and quantum information processing, graph states are a specific type of quantum states which are commonly used in quantum networking and quantum error correction. A recurring problem is finding a transformation from a given source graph state to a desired target graph state using only local operations. Recently it has been shown that deciding transformability is already NP-hard. In this paper, we present a CNF encoding for both local and non-local graph state operations, corresponding to one- and two-qubit Clifford gates and single-qubit Pauli measurements. We use this encoding in a bounded-model-checking set-up to synthesize the desired transformation. Additionally, for a completeness threshold on local transformations, we provide an upper bound on the length of the transformation if it exists. We evaluate the approach in two settings: the first is the synthesis of the ubiquitous GHZ state from a random graph state where we can vary the number of qubits, while the second is based on a proposed 14 node quantum network. We find that the approach is able to synthesize transformations for graphs up to 17 qubits in under 30 minutes.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングと量子情報処理において、グラフ状態(英: graph state)は、量子ネットワークや量子エラー補正で一般的に用いられる特定の種類の量子状態である。 繰り返し発生する問題は、ローカル操作のみを使用して、所定のソースグラフ状態から所望のターゲットグラフ状態への変換を見つけることである。 近年、変換性の決定はすでにNPハードであることが示されている。 本稿では,局所および非局所グラフ状態演算のためのCNF符号化について述べる。 所望の変換を合成するために、このエンコーディングを有界モデルチェックセットで使用する。 さらに、局所変換の完全性しきい値に対して、変換が存在すれば、変換の長さの上限を与える。 1つはランダムなグラフ状態からユビキタスなGHZ状態の合成であり、もう1つは提案した14ノード量子ネットワークに基づいている。 このアプローチは、最大17キュービットまでのグラフの変換を30分以内で合成できる。

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