論文の概要: Efficiently verifiable quantum advantage on near-term analog quantum simulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08195v1
• Date: Wed, 13 Mar 2024 02:41:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-14 15:49:53.303168
• Title: Efficiently verifiable quantum advantage on near-term analog quantum simulators
• Title（参考訳）: 短期アナログ量子における効率よく検証可能な量子優位性 シミュレーター
• Authors: Zhenning Liu, Dhruv Devulapalli, Dominik Hangleiter, Yi-Kai Liu, Alicia J. Koll\'ar, Alexey V. Gorshkov, Andrew M. Childs
• Abstract要約: 本稿では,アナログ量子シミュレーションの単一ステップFeynman-Kitaev検証に基づく量子アドバンテージプロトコルを提案する。 また、正直な証明者のための短期的実現可能な戦略を提案し、潜在的な実験的実現について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6712896227173808
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Existing schemes for demonstrating quantum computational advantage are subject to various practical restrictions, including the hardness of verification and challenges in experimental implementation. Meanwhile, analog quantum simulators have been realized in many experiments to study novel physics. In this work, we propose a quantum advantage protocol based on single-step Feynman-Kitaev verification of an analog quantum simulation, in which the verifier need only run an $O(\lambda^2)$-time classical computation, and the prover need only prepare $O(1)$ samples of a history state and perform $O(\lambda^2)$ single-qubit measurements, for a security parameter $\lambda$. We also propose a near-term feasible strategy for honest provers and discuss potential experimental realizations.
• Abstract（参考訳）: 量子計算の優位性を実証するための既存のスキームは、検証の困難さや実験的実装における課題など、様々な実践的な制約を受ける。 一方、アナログ量子シミュレータは、新しい物理学を研究するために多くの実験で実現されている。 本研究では,1ステップのFeynman-Kitaevによるアナログ量子シミュレーションの検証に基づく量子アドバンテージプロトコルを提案する。これは,検証者が$O(\lambda^2)$-timeの古典計算のみを実行する必要があり,証明者は履歴状態のサンプルを$O(1)$で作成し,セキュリティパラメータ$\lambda$に対して$O(\lambda^2)$シングルキュービット計測を行う必要がある。 また、正直な証明者のための短期的実現可能な戦略を提案し、潜在的な実験的実現について論じる。

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