論文の概要: Randomly Monitored Quantum Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00145v1
• Date: Wed, 31 Jan 2024 19:53:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-02 17:39:29.082349
• Title: Randomly Monitored Quantum Codes
• Title（参考訳）: ランダム監視量子符号
• Authors: Dongjin Lee and Beni Yoshida
• Abstract要約: 近年の研究では、量子測定自体が新しい量子現象を引き起こすことが示されている。 例えば、監視されたランダム回路は、ランダムなユニタリ回路よりも高速に長距離の絡み合いを生成することができる。 特に、大規模な量子誤り訂正符号に対して、ランダムな単一量子ビットパウリ測定によって符号化された情報を破壊することは不可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.557392136621894
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum measurement has conventionally been regarded as the final step in quantum information processing, which is essential for reading out the processed information but collapses the quantum state into a classical state. However, recent studies have shown that quantum measurement itself can induce novel quantum phenomena. One seminal example is a monitored random circuit, which can generate long-range entanglement faster than a random unitary circuit. Inspired by these results, in this paper, we address the following question: When quantum information is encoded in a quantum error-correcting code, how many physical qubits should be randomly measured to destroy the encoded information? We investigate this question for various quantum error-correcting codes and derive the necessary and sufficient conditions for destroying the information through measurements. In particular, we demonstrate that for a large class of quantum error-correcitng codes, it is impossible to destroy the encoded information through random single-qubit Pauli measurements when a tiny portion of physical qubits is still unmeasured. Our results not only reveal the extraordinary robustness of quantum codes under measurement decoherence, but also suggest potential applications in quantum information processing tasks.
• Abstract（参考訳）: 量子計測は、従来は量子情報処理の最終段階と考えられており、処理された情報を読み出すのに必須であるが、量子状態は古典状態へと崩壊する。 しかし、近年の研究では、量子測定自体が新しい量子現象を誘発できることが示されている。 モニターされたランダム回路は、ランダムなユニタリ回路よりも高速に長距離の絡み合いを生成することができる。 量子情報が量子誤り訂正符号にエンコードされている場合、エンコードされた情報を破壊するために、何つの物理量子ビットをランダムに測定すべきなのか? 様々な量子誤り訂正符号に対するこの質問を調査し、測定によって情報を破壊するために必要な十分条件を導出する。 特に,量子誤り訂正符号の大規模なクラスでは,物理キュービットのごく一部がまだ測定されていない場合,ランダムな単一キュービットパウリ計測によって符号化情報を破棄することは不可能であることを示す。 我々の結果は、測定デコヒーレンスの下での量子コードの異常な堅牢性だけでなく、量子情報処理タスクにおける潜在的な応用も示唆している。

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