論文の概要: Clifford Manipulations of Stabilizer States: A graphical rule book for
Clifford unitaries and measurements on cluster states, and application to
photonic quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.02377v1
- Date: Mon, 4 Dec 2023 22:40:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-06 17:28:06.887879
- Title: Clifford Manipulations of Stabilizer States: A graphical rule book for
Clifford unitaries and measurements on cluster states, and application to
photonic quantum computing
- Title（参考訳）: Clifford Manipulations of Stabilizer States: Clifford Unitaryとクラスタ状態の測定のためのグラフィカルルールブックとフォトニック量子コンピューティングへの応用
- Authors: Ashlesha Patil and Saikat Guha
- Abstract要約: クラスタ状態の任意の安定化操作のためのルールブックとテーブルーシミュレータを開発した。
グラフィカルなルールブックを拡張し、デュアルレールフォトニックキュービットクラスタ状態操作を含む。
複数ビット核融合の安定化記述を線形光回路でどのようにマッピングできるかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9935277311162707
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Stabilizer states along with Clifford manipulations (unitary transformations
and measurements) thereof -- despite being efficiently simulable on a classical
computer -- are an important tool in quantum information processing, with
applications to quantum computing, error correction and networking. Cluster
states, defined on a graph, are a special class of stabilizer states that are
central to measurement based quantum computing, all-photonic quantum repeaters,
distributed quantum computing, and entanglement distribution in a network. All
cluster states are local-Clifford equivalent to a stabilizer state. In this
paper, we review the stabilizer framework, and extend it, by: incorporating
general stabilizer measurements such as multi-qubit fusions, and providing an
explicit procedure -- using Karnaugh maps from Boolean algebra -- for
converting arbitrary stabilizer gates into tableau operations of the CHP
formalism for efficient stabilizer manipulations. Using these tools, we develop
a graphical rule-book and a MATLAB simulator with a graphical user interface
for arbitrary stabilizer manipulations of cluster states, a user of which,
e.g., for research in quantum networks, will not require any background in
quantum information or the stabilizer framework. We extend our graphical
rule-book to include dual-rail photonic-qubit cluster state manipulations with
probabilistically-heralded linear-optical circuits for various rotated Bell
measurements, i.e., fusions (including new `Type-I' fusions we propose, where
only one of the two fused qubits is destructively measured), by incorporating
graphical rules for their success and failure modes. Finally, we show how
stabilizer descriptions of multi-qubit fusions can be mapped to linear optical
circuits.
- Abstract（参考訳）: 安定化器の状態とクリフォードの操作(単位変換と測定)は、古典的なコンピュータで効率的にシミュレートできるにもかかわらず、量子コンピューティング、エラー修正、ネットワークへの応用を含む量子情報処理において重要なツールである。
グラフ上で定義されるクラスタ状態は、測定ベースの量子コンピューティング、全フォトニック量子リピータ、分散量子コンピューティング、ネットワーク内の絡み合い分布の中心となる安定化状態の特殊なクラスである。
すべてのクラスター状態は局所クリフォード状態と安定化状態と等価である。
本稿では,複数の量子ビット融合などの一般的な安定化器測定を取り入れ,ブール代数のカルナウ写像を用いて,任意の安定化器ゲートを chp 形式による表計算に変換し,効率的な安定化器操作を実現する。
これらのツールを用いて,クラスタ状態の任意の安定化操作のためのグラフィカルユーザインタフェースを備えたグラフィカルなルールブックとMATLABシミュレータを開発する。
我々は,2つの融合量子ビットのうちの1つのみが破壊的に測定されるような新しい「タイプI」融合を含む)様々な回転ベル計測のために,確率的に導電された線形光学回路を用いたデュアルレールフォトニックキュービットクラスタ状態操作を含むように,グラフィカルルールブックを拡張した。
最後に,マルチキュービット核融合の安定化記述を線形光回路にマップする方法を示す。
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