論文の概要: Classical simulation of non-Gaussian bosonic circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.19059v1
- Date: Wed, 27 Mar 2024 23:52:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-29 17:42:20.364797
- Title: Classical simulation of non-Gaussian bosonic circuits
- Title（参考訳）: 非ガウスボソニック回路の古典シミュレーション
- Authors: Beatriz Dias, Robert Koenig,
- Abstract要約: ガウス状態の重ね合わせに適用したボソニックリニア光回路をシミュレートするための高速な古典的アルゴリズムを提案する。
本稿では,回路のモード数とサイズを正確にシミュレーションするアルゴリズムを提案する。
また、この数で実行が2次となる高速な近似ランダム化アルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4972323953932129
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose efficient classical algorithms which (strongly) simulate the action of bosonic linear optics circuits applied to superpositions of Gaussian states. Our approach relies on an augmented covariance matrix formalism to keep track of relative phases between individual terms in a linear combination. This yields an exact simulation algorithm whose runtime is polynomial in the number of modes and the size of the circuit, and quadratic in the number of terms in the superposition. We also present a faster approximate randomized algorithm whose runtime is linear in this number. Our main building blocks are a formula for the triple overlap of three Gaussian states and a fast algorithm for estimating the norm of a superposition of Gaussian states up to a multiplicative error. Our construction borrows from earlier work on simulating quantum circuits in finite-dimensional settings, including, in particular, fermionic linear optics with non-Gaussian initial states and Clifford computations with non-stabilizer initial states. It provides algorithmic access to a practically relevant family of non-Gaussian bosonic circuits.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,ガウス状態の重ね合わせに適用したボソニック線形光学回路の動作を(強く)シミュレートする,効率的な古典的アルゴリズムを提案する。
我々のアプローチは、線形結合における個々の項間の相対位相を追跡するために強化された共分散行列形式に依存している。
これにより、ランタイムがモードの数と回路のサイズの多項式であり、重ね合わせの項数の2乗である正確なシミュレーションアルゴリズムが得られる。
また、この数で実行が線形である高速な近似ランダム化アルゴリズムを提案する。
我々の主構成ブロックは、3つのガウス状態の3重重重なりの公式であり、ガウス状態の重ね合わせのノルムを乗法誤差まで推定する高速アルゴリズムである。
特に非ガウス初期状態のフェルミオン線形光学と非安定化器初期状態のクリフォード計算などである。
これは、非ガウスボソニック回路の実用的に関係のある族へのアルゴリズムアクセスを提供する。
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