論文の概要: Classical certification of quantum gates under the dimension assumption

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.17006v4
• Date: Wed, 06 Aug 2025 15:49:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-07 20:09:22.233387
• Title: Classical certification of quantum gates under the dimension assumption
• Title（参考訳）: 次元仮定による量子ゲートの古典的証明
• Authors: Jan Nöller, Nikolai Miklin, Martin Kliesch, Mariami Gachechiladze,
• Abstract要約: 本稿では,実用的なサーバユーザシナリオに適した量子ゲートの認証手法を提案する。 単一量子ビットの量子計算の普遍的な集合を構成するものを含む単一量子ビットのゲートに対しては、我々のアプローチが音響性を保証することを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1874930567916036
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The rapid advancement of quantum hardware necessitates the development of reliable methods to certify its correct functioning. However, existing certification tests fall short, as they either suffer from systematic errors or do not guarantee that only a correctly functioning quantum device can pass the test. We introduce a certification method for quantum gates tailored for a practical server-user scenario, where a classical user tests the results of exact quantum computations performed by a quantum server. This method is free from the systematic state preparation and measurement (SPAM) errors. For single-qubit gates, including those that form a universal set for single-qubit quantum computation, we demonstrate that our approach offers soundness guarantees based solely on the dimension assumption. Additionally, for a highly-relevant phase gate - which corresponds experimentally to a $\pi/2$-pulse - we prove that the method's sample complexity scales as $\mathrm{O}(\varepsilon^{-1})$ relative to the average gate infidelity $\varepsilon$. By combining the SPAM-error-free and sound notion of certification with practical applicability, our approach paves the way for promising research into efficient and reliable certification methods for full-scale quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェアの急速な進歩は、その正しい機能を証明するための信頼性の高い方法の開発を必要とする。 しかし、既存の認証テストは、体系的なエラーに悩まされるか、正しく機能する量子デバイスだけがテストに合格することを保証しないため、不足している。 本稿では,従来のユーザが量子サーバによって実行される正確な量子計算の結果をテストする,実用的なサーバユーザシナリオに適した量子ゲートの認証手法を提案する。 この方法は、系統的状態準備測定(SPAM)エラーから解放される。 単一量子ビットの量子計算の普遍集合を構成するものを含む単一量子ビットゲートに対して、我々の手法は次元仮定のみに基づく音質保証を提供することを示した。 さらに、実験的に$\pi/2$-パルスに対応する高関連位相ゲートに対して、この方法のサンプルの複雑さは平均ゲート不忠実度$\varepsilon$に対して$\mathrm{O}(\varepsilon^{-1})$としてスケールすることを示す。 提案手法は,SPAM-error-freeと健全な認証の概念を実用性と組み合わせることで,実大規模量子計算の効率的かつ信頼性の高い認証手法を,有望な研究の道を開くものである。

関連論文リスト

• Continuous variable measurement-device-independent quantum certification [0.0]
  無限次元ボソニックシステムに対する計測デバイス非依存(MDI)認証方式の実証実験を行った。 我々は,連続可変(CV)エンタングルメントのMDI認証と基本光学CV量子メモリの動作のためのスキームを実装した。 その結果、量子通信や量子コンピューティングへの応用により、量子技術の信頼性を高めるためのMDIフレームワークの可能性が示された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-17T14:24:59Z)
• Sound certification of memory-bounded quantum computers [0.1874930567916036]
  本稿では,現実的なサーバ・ユーザシナリオにおける量子ゲート認証のための量子システム・クイズ方式を提案する。 重要なことは、このアプローチは信頼できる状態の準備と測定を必要としないため、本質的には関連する系統的なエラーから解放される。 メモリバウンドの単一デバイスセットアップで最初に解決しようとしている技術的課題は、マルチキュービットシステムのテンソル積構造を回復することである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-06T19:23:45Z)
• Certifying classes of $d$-outcome measurements with quantum steering [49.1574468325115]
  我々は、$d$-outcomesの射影測度の大きなクラスに合わせて、ステアリングの不平等の族を構築する。 これらの不等式に対する最大量子違反は、これらの測定の証明と2つの四重項の最大エンタングル状態に利用できることを証明している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-27T15:32:53Z)
• Single-Round Proofs of Quantumness from Knowledge Assumptions [41.94295877935867]
  量子性の証明は、効率的な量子コンピュータが通過できる、効率よく検証可能な対話型テストである。 既存のシングルラウンドプロトコルは大きな量子回路を必要とするが、マルチラウンドプロトコルはより小さな回路を使用するが、実験的な中間回路測定を必要とする。 我々は、既存の知識仮定に基づいて、量子性の効率的なシングルラウンド証明を構築した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-24T17:33:10Z)
• Simple Tests of Quantumness Also Certify Qubits [69.96668065491183]
  量子性の検定は、古典的検証者が証明者が古典的でないことを(のみ)証明できるプロトコルである。 我々は、あるテンプレートに従う量子性のテストを行い、(Kalai et al., 2022)のような最近の提案を捉えた。 すなわち、同じプロトコルは、証明可能なランダム性や古典的な量子計算のデリゲートといったアプリケーションの中心にあるビルディングブロックであるqubitの認定に使用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-02T14:18:17Z)
• Improving the speed of variational quantum algorithms for quantum error correction [7.608765913950182]
  本稿では、量子回路に作用する汎用量子ノイズに対して、適切な量子誤り補正(QEC)手順を考案する問題を考察する。 一般に、符号化と補正のユニタリゲートを得るための解析的普遍的な手順は存在しない。 次数1の量子ワッサーシュタイン距離に基づくコスト関数を用いてこの問題に対処する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-12T19:44:53Z)
• On Zero-Knowledge Proofs over the Quantum Internet [0.0]
  本稿では,量子ID認証(QIA)プロトコルの新しい手法を提案する。 古典的なゼロ知識証明(ZKP)の論理は量子回路やアルゴリズムに適用される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-06T14:57:00Z)
• Efficient Bipartite Entanglement Detection Scheme with a Quantum Adversarial Solver [89.80359585967642]
  パラメータ化量子回路で完了した2プレーヤゼロサムゲームとして,両部絡み検出を再構成する。 このプロトコルを線形光ネットワーク上で実験的に実装し、5量子量子純状態と2量子量子混合状態の両部絡み検出に有効であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-15T09:46:45Z)
• Quantum algorithms for estimating quantum entropies [6.211541620389987]
  基本量子状態のフォン・ノイマンと量子$alpha$-R'enyiエントロピーを推定する量子アルゴリズムを提案する。 また,入力状態の単一コピーを用いて量子エントロピー推定のための量子エントロピー回路を効率的に構築する方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-04T15:44:24Z)
• Circuit Symmetry Verification Mitigates Quantum-Domain Impairments [69.33243249411113]
  本稿では,量子状態の知識を必要とせず,量子回路の可換性を検証する回路指向対称性検証を提案する。 特に、従来の量子領域形式を回路指向安定化器に一般化するフーリエ時間安定化器(STS)手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-27T21:15:35Z)
• Robust certification of arbitrary outcome quantum measurements from temporal correlations [0.0]
  我々は、特定の$d$-outcome量子測定セットの認証のためのプロトコルを確立する。 我々は,本プロトコルが実用的非理想的実現に対して堅牢であることを示す。 本稿では,本プロトコルのオフシュートとして,真の量子ランダム性を保証するためのスキームを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-03T16:19:16Z)
• Quantum simulation of $\phi^4$ theories in qudit systems [53.122045119395594]
  回路量子力学(cQED)システムにおける格子$Phi4$理論の量子アルゴリズムの実装について論じる。 quditシステムの主な利点は、そのマルチレベル特性により、対角的な単一量子ゲートでしかフィールドの相互作用を実装できないことである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-30T16:30:33Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• Proof-of-principle experimental demonstration of quantum gate verification [1.9852463786440127]
  近年,量子ゲート検証(QGV)と呼ばれる手法が提案されている。 単一量子ビットの量子ゲートでは、99%の信頼レベルを持つ少なくとも97%の量子ゲートの正当性を確認するために、sim300$サンプルのみが必要とされる。 QGV法は、様々な量子情報アプリケーションにおける量子デバイスの評価に広く用いられる可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-28T16:20:27Z)
• Sample-efficient device-independent quantum state verification and certification [68.8204255655161]
  量子情報源の認証は、量子情報処理のための信頼性と効率的なプロトコルを構築する上で重要な課題である。 我々は、有限複写方式におけるIDI仮定のない量子状態のデバイス非依存検証のための体系的なアプローチを開発する。 デバイス非依存の検証を最適なサンプル効率で行うことができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-12T17:48:04Z)
• Efficient and robust certification of genuine multipartite entanglement in noisy quantum error correction circuits [58.720142291102135]
  実効多部絡み(GME)認証のための条件付き目撃手法を導入する。 線形な二分割数における絡み合いの検出は, 多数の測定値によって線形にスケールし, GMEの認証に十分であることを示す。 本手法は, 距離3の位相的カラーコードとフラグベースの耐故障バージョンにおける安定化作用素の雑音可読化に適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-06T18:00:07Z)
• QUANTIFY: A framework for resource analysis and design verification of quantum circuits [69.43216268165402]
  QUINTIFYは、量子回路の定量的解析のためのオープンソースのフレームワークである。 Google Cirqをベースにしており、Clifford+T回路を念頭に開発されている。 ベンチマークのため、QUINTIFYは量子メモリと量子演算回路を含む。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-21T15:36:25Z)
• Using Quantum Metrological Bounds in Quantum Error Correction: A Simple Proof of the Approximate Eastin-Knill Theorem [77.34726150561087]
  本稿では、量子誤り訂正符号の品質と、論理ゲートの普遍的な集合を達成する能力とを結びつける、近似したイージン・クニル定理の証明を示す。 我々の導出は、一般的な量子気象プロトコルにおける量子フィッシャー情報に強力な境界を用いる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-24T17:58:10Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。