論文の概要: Extracting randomness from quantum 'magic'

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.10181v1
• Date: Thu, 15 Feb 2024 18:33:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-16 14:26:23.149009
• Title: Extracting randomness from quantum 'magic'
• Title（参考訳）: 量子磁気」からランダム性を抽出する
• Authors: Christopher Vairogs, Bin Yan
• Abstract要約: 量子状態のサブシステムが測定されると、未測定サブシステムの投影されたアンサンブルは高いランダム性を示すことを示す。 本研究は、ランダムな量子状態を生成するためのリソースとしてマジックを活用するための効率的なアプローチを示唆する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.607344782066309
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Magic is a critical property of quantum states that plays a pivotal role in fault-tolerant quantum computation. Simultaneously, random states have emerged as a key element in various randomized techniques within contemporary quantum science. In this study, we establish a direct connection between these two notions. More specifically, our research demonstrates that when a subsystem of a quantum state is measured, the resultant projected ensemble of the unmeasured subsystem can exhibit a high degree of randomness that is enhanced by the inherent 'magic' of the underlying state. We demonstrate this relationship rigorously for quantum state 2-designs, and present compelling numerical evidence to support its validity for higher-order quantum designs. Our findings suggest an efficient approach for leveraging magic as a resource to generate random quantum states.
• Abstract（参考訳）: マジックは、フォールトトレラント量子計算において重要な役割を果たす量子状態の臨界特性である。 同時に、ランダム状態は現代の量子科学における様々なランダム化手法の重要な要素として現れてきた。 本研究では,これら2つの概念の直接的関係性を確立する。 より具体的には、量子状態のサブシステムが測定されると、未測定のサブシステムの投影されたアンサンブルは、基底状態の固有の「魔法」によって強化される高いランダム性を示す。 この関係を量子状態 2-設計に対して厳密に示し,高次量子設計の妥当性を裏付ける説得力のある数値証拠を示す。 本研究は,ランダム量子状態を生成するための資源としてマジックを活用するための効率的な手法を提案する。

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