論文の概要: Polynomial-Time Classical Simulation of Noisy IQP Circuits with Constant Depth

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.14607v2
• Date: Sat, 05 Oct 2024 01:38:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-08 13:10:05.362443
• Title: Polynomial-Time Classical Simulation of Noisy IQP Circuits with Constant Depth
• Title（参考訳）: 定深さ雑音IQP回路の多項式時間古典シミュレーション
• Authors: Joel Rajakumar, James D. Watson, Yi-Kai Liu,
• Abstract要約: 雑音の除去や非偏極化を行う任意のIQP回路の場合、出力分布は古典的コンピュータで効率的にサンプリング可能であることを示す。 我々は、IQP回路が対角ゲートの深い部分を持つという事実を利用して、ノイズが予測可能となり、回路内の絡み合いの大規模な分解を誘発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5188841610098435
• License:
• Abstract: Sampling from the output distributions of quantum computations comprising only commuting gates, known as instantaneous quantum polynomial (IQP) computations, is believed to be intractable for classical computers, and hence this task has become a leading candidate for testing the capabilities of quantum devices. Here we demonstrate that for an arbitrary IQP circuit undergoing dephasing or depolarizing noise, whose depth is greater than a critical $O(1)$ threshold, the output distribution can be efficiently sampled by a classical computer. Unlike other simulation algorithms for quantum supremacy tasks, we do not require assumptions on the circuit's architecture, on anti-concentration properties, nor do we require $\Omega(\log(n))$ circuit depth. We take advantage of the fact that IQP circuits have deep sections of diagonal gates, which allows the noise to build up predictably and induce a large-scale breakdown of entanglement within the circuit. Our results suggest that quantum supremacy experiments based on IQP circuits may be more susceptible to classical simulation than previously thought.
• Abstract（参考訳）: 瞬時量子多項式(IQP)計算と呼ばれる通勤ゲートのみからなる量子計算の出力分布からサンプリングすることは、古典的コンピュータでは難解であると考えられており、量子デバイスの性能をテストするための主要な候補となっている。 ここでは, 臨界$O(1)$閾値よりも深さが大きい任意のIQP回路において, 従来の計算機で効率よく出力分布をサンプリングできることを実証する。 量子超越性タスクの他のシミュレーションアルゴリズムとは異なり、回路のアーキテクチャ、反集中特性、および回路深さが$\Omega(\log(n))$であるような仮定は必要としない。 我々は、IQP回路が対角ゲートの深い部分を持つという事実を利用して、ノイズが予測可能となり、回路内の絡み合いの大規模な分解を誘発する。 この結果から,IQP回路に基づく量子超越性実験は従来考えられていたよりも古典的シミュレーションの影響を受けやすい可能性が示唆された。

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