論文の概要: Simple Diagonal State Designs with Reconfigurable Real-Time Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.04176v3
- Date: Thu, 29 May 2025 19:41:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-02 19:47:52.367246
- Title: Simple Diagonal State Designs with Reconfigurable Real-Time Circuits
- Title（参考訳）: 再構成可能なリアルタイム回路を用いた単純な対角状態設計
- Authors: Yizhi Shen, Katherine Klymko, Eran Rabani, Norm M. Tubman, Daan Camps, Roel Van Beeumen, Michael Lindsey,
- Abstract要約: 2-局所ハミルトニアンの下でのリアルタイム進化に基づく簡便で効率的な対角状態3次元設計を導入する。
我々の構成は、多くのランダムな状態の準備を含む古典的なジラード・ハッチンソンのトレースにインスパイアされている。
重要なことに、我々のランダム状態はすべて、進化の期間の変動だけから生じるランダム性によって、リアルタイムの進化のために同じハミルトン的を使って生成される。
- 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: Unitary designs are widely used in quantum computation, but in many practical settings it suffices to construct a diagonal state design generated with unitary gates diagonal in the computational basis. In this work, we introduce a simple and efficient diagonal state 3-design based on real-time evolutions under 2-local Hamiltonians. Our construction is inspired by the classical Girard-Hutchinson trace estimator in that it involves the stochastic preparation of many random-phase states. Though the exact Girard-Hutchinson states are not tractably implementable on a quantum computer, we can construct states that match the statistical moments of the Girard-Hutchinson states with real-time evolution. Importantly, our random states are all generated using the same Hamiltonians for real-time evolution, with the randomness arising solely from stochastic variations in the durations of the evolutions. In this sense, the circuit is fully reconfigurable and thus suited for near-term realizations on both digital and analog platforms. Moreover, we show how to extend our construction to achieve diagonal state designs of arbitrarily high order.
- Abstract（参考訳）: ユニタリ設計は量子計算で広く用いられているが、多くの実践的な環境では、ユニタリゲートが対角的に生成した対角状態の設計を構築するのに十分である。
本研究では,2局所ハミルトニアンの下でのリアルタイム進化に基づく,簡便かつ効率的な対角状態3次元設計を提案する。
我々の構成は、多くのランダム位相状態の確率的準備を含む古典的ジラード・ハッチンソントレース推定器にインスパイアされている。
正確なジラール・ハッチンソン状態は量子コンピュータ上では容易には実装できないが、ジラール・ハッチンソン状態の統計モーメントとリアルタイム進化とを一致させる状態を構築することができる。
重要なことは、我々のランダム状態はすべて、進化の期間における確率的変動からのみ生じるランダム性によって、リアルタイム進化のために同じハミルトン的を使って生成されることである。
この意味で、回路は完全に再構成可能であり、デジタルプラットフォームとアナログプラットフォームの両方での短期的な実現に適している。
さらに, 任意に高次対角状態の設計を実現するために, 構造をどのように拡張するかを示す。
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