論文の概要: Efficient distributed inner product estimation via Pauli sampling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.06544v2
• Date: Mon, 19 Aug 2024 14:23:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-21 02:48:22.492874
• Title: Efficient distributed inner product estimation via Pauli sampling
• Title（参考訳）: パウリサンプリングによる効率的な内部積推定
• Authors: Marcel Hinsche, Marios Ioannou, Sofiene Jerbi, Lorenzo Leone, Jens Eisert, Jose Carrasco,
• Abstract要約: クロスプラットフォーム検証は、異なる物理プラットフォームで生成された出力状態を比較するタスクである。 パウリサンプリングに基づく新しいプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.39583175274885335
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cross-platform verification is the task of comparing the output states produced by different physical platforms using solely local quantum operations and classical communication. While protocols have previously been suggested for this task, their exponential sample complexity renders them unpractical even for intermediate-scale quantum systems. In this work, we propose a novel protocol for this task based on Pauli sampling, a subroutine which generates Paulis distributed according to their weight in the expansion of a quantum state in the Pauli basis. We show that our protocols for both Pauli sampling and cross-platform verification are efficient for quantum states with low magic and entanglement (i.e., of the order $O(\log n)$). Conversely, we show super-polynomial lower bounds on the complexity of both tasks for states with $\omega(\log n)$ magic and entanglement. Interestingly, when considering states with real amplitudes the requirements of our protocol for cross-platform verification can be significantly weakened.
• Abstract（参考訳）: クロスプラットフォーム検証は、ローカルな量子演算と古典的な通信のみを用いて、異なる物理プラットフォームによって生成された出力状態を比較するタスクである。 これまでプロトコルは提案されてきたが、その指数的なサンプルの複雑さは、中間スケールの量子システムでさえ実践的ではない。 本研究では,パウリ基底における量子状態の拡大において,その重みに応じて分布したパウリを生成するサブルーチンであるパウリサンプリングに基づく,このタスクのための新しいプロトコルを提案する。 パウリサンプリングとクロスプラットフォーム検証の両方のプロトコルは、魔法と絡み合いの低い量子状態(すなわち、$O(\log n)$)に対して効率的であることを示す。 逆に、$\omega(\log n)$ magic と tanglement を持つ状態に対する両方のタスクの複雑さに関する超多項式的な下界を示す。 興味深いことに、実際の振幅を持つ状態を考えると、クロスプラットフォーム検証のためのプロトコルの要件は大幅に低下する可能性がある。

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