論文の概要: Nonstabilizerness via matrix product states in the Pauli basis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.16498v1
• Date: Mon, 29 Jan 2024 19:12:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-31 17:15:12.496692
• Title: Nonstabilizerness via matrix product states in the Pauli basis
• Title（参考訳）: パウリ基底における行列積状態による非安定化性
• Authors: Poetri Sonya Tarabunga, Emanuele Tirrito, Mari Carmen Banuls, Marcello Dalmonte
• Abstract要約: 行列積状態(MPS)の枠組みにおける非安定化性評価のための新しい手法を提案する。 我々のフレームワークは、安定化器R'enyiエントロピー、安定化器Nullity、ベルマジックなど、様々な非安定化器性の測定を効率的に行うための強力なツールを提供する。 我々はIsingおよびXXZスピン鎖の基底状態や最近Rydberg原子配列で実現された回路力学において,本手法の有効性と汎用性を示す。
• 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: Nonstabilizerness, also known as ``magic'', stands as a crucial resource for achieving a potential advantage in quantum computing. Its connection to many-body physical phenomena is poorly understood at present, mostly due to a lack of practical methods to compute it at large scales. We present a novel approach for the evaluation of nonstabilizerness within the framework of matrix product states (MPS), based on expressing the MPS directly in the Pauli basis. Our framework provides a powerful tool for efficiently calculating various measures of nonstabilizerness, including stabilizer R\'enyi entropies, stabilizer nullity, and Bell magic, and enables the learning of the stabilizer group of an MPS. We showcase the efficacy and versatility of our method in the ground states of Ising and XXZ spin chains, as well as in circuits dynamics that has recently been realized in Rydberg atom arrays, where we provide concrete benchmarks for future experiments on logical qubits up to twice the sizes already realized.
• Abstract（参考訳）: 非安定化性(nonstabilizerness)は「マジック」としても知られ、量子コンピューティングにおける潜在的な利点を達成する上で重要な資源である。 その多体物理現象との結びつきは、主に大規模に計算する実用的な方法が欠如していることから、現時点では理解されていない。 本稿では, 行列積状態(MPS)の枠組み内での非安定化性を評価するための新しい手法を提案する。 我々のフレームワークは、安定化器R'enyiエントロピー、安定化器ヌルティ、ベルマジックなど、様々な非安定化器性の尺度を効率的に計算する強力なツールを提供し、MPSの安定化器群の学習を可能にする。 我々はIsing と XXZ スピン鎖の基底状態や、最近Rydberg 原子配列で実現された回路力学において、我々の方法の有効性と汎用性を示し、そこでは、既に実現された2倍の大きさの論理量子ビットに関する将来の実験のための具体的なベンチマークを提供する。

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