論文の概要: Stabilizer circuit verification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.08676v1
- Date: Fri, 15 Sep 2023 18:06:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-19 20:04:25.193664
- Title: Stabilizer circuit verification
- Title（参考訳）: 安定化回路検証
- Authors: Vadym Kliuchnikov, Michael Beverland, Adam Paetznick
- Abstract要約: そこで本研究では,安定化回路の完全特徴化と完全検証を行うための,一組の効率的な古典アルゴリズムを提案する。
安定化回路の等価性をチェックするアルゴリズムを提案する。
全てのアルゴリズムは、対応する回路表現間の測定結果の関係を提供する。
- 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: The ubiquity of stabilizer circuits in the design and operation of quantum
computers makes techniques to verify their correctness essential. The
simulation of stabilizer circuits, which aims to replicate their behavior using
a classical computer, is known to be efficient and provides a means of testing
correctness. However, simulation is limited in its ability to examine the
exponentially large space of possible measurement outcomes. We propose a
comprehensive set of efficient classical algorithms to fully characterize and
exhaustively verify stabilizer circuits with Pauli unitaries conditioned on
parities of measurements. We introduce, as a practical characterization, a
general form for such circuits and provide an algorithm to find a general form
of any stabilizer circuit. We then provide an algorithm for checking the
equivalence of stabilizer circuits. When circuits are not equivalent our
algorithm suggests modifications for reconciliation. Next, we provide an
algorithm that characterizes the logical action of a (physical) stabilizer
circuit on an encoded input. All of our algorithms provide relations of
measurement outcomes among corresponding circuit representations. Finally, we
provide an analytic description of the logical action induced by measuring a
stabilizer group, with application in correctness proofs of code-deformation
protocols including lattice surgery and code switching.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータの設計と運用における安定化回路のユビキタス性は、その正確性を保証する技術を生み出している。
古典的なコンピュータを用いて動作を再現することを目的とした安定化回路のシミュレーションは効率的であることが知られており、正確性をテストする手段を提供する。
しかし、シミュレーションは測定結果の指数関数的に大きい空間を調べる能力に制限がある。
そこで本研究では,ポーリユニタリの等価性に基づく安定化回路を完全かつ徹底的に検証する,効率的な古典的アルゴリズムの包括的集合を提案する。
そこで本研究では,そのような回路の一般形式を実用的特徴付けとして紹介し,任意の安定化回路の一般形式を求めるアルゴリズムを提案する。
次に,安定化回路の等価性をチェックするアルゴリズムを提案する。
回路が等価でない場合、アルゴリズムは和解の修正を提案する。
次に、符号化された入力に対する(物理)安定化回路の論理作用を特徴付けるアルゴリズムを提案する。
すべてのアルゴリズムは、対応する回路表現間の測定結果の関係を提供する。
最後に, 安定器群の測定により引き起こされる論理作用を解析的に記述し, 格子手術やコード切り換えを含む符号変形プロトコルの正当性証明に適用する。
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