論文の概要: Spectra of noisy parameterized quantum circuits: Single-Ring universality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.11625v2
• Date: Tue, 15 Jul 2025 17:10:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-16 19:46:02.685592
• Title: Spectra of noisy parameterized quantum circuits: Single-Ring universality
• Title（参考訳）: 雑音パラメータ化量子回路のスペクトル:単一リング普遍性
• Authors: Kristian Wold, Pedro Ribeiro, Sergey Denisov,
• Abstract要約: 我々は、IBM Quantumプロセッサ上でランダムなユニタリを生成し、これらの実装を量子マップとしてモデル化する。 地図のスペクトルは、回路の深さに依存する環状または円盤のいずれかであり、環状-円盤遷移を検出する。 我々の結果は、散逸量子カオス理論(Dissipative Quantum Chaos theory)を通じて、現在の雑音型中間スケール量子(NISQ)コンピューティングプラットフォームと非エルミート確率行列理論の固有の性質の関連性を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2617078020344619
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Random unitaries are an important resource for quantum information processing. While their universal properties have been thoroughly analyzed, it is not known what happens to these properties when the unitaries are sampled on the present-day noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computers. We implement parameterized circuits, which have been proposed as a means to generate random unitaries, on an IBM Quantum processor and model these implementations as quantum maps. To retrieve the maps, a machine-learning assisted tomography is used. We find the spectrum of a map to be either an annulus or a disk depending on the circuit depth and detect an annulus-disk transition. By their spectral properties, the retrieved maps appear to be very similar to a recently introduced ensemble of random maps, for which spectral densities can be analytically evaluated. Our results establish, via Dissipative Quantum Chaos theory, a connection between intrinsic properties of present-day noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computing platforms and non-Hermitian random matrix theory.
• Abstract（参考訳）: ランダムユニタリは量子情報処理の重要なリソースである。 彼らの普遍的性質は徹底的に分析されているが、現在のノイズの多い中間スケール量子(NISQ)コンピュータでユニタリがサンプリングされたとき、これらの性質がどうなるかは分かっていない。 我々は、IBM量子プロセッサ上でランダムなユニタリを生成する手段として提案されているパラメータ化回路を実装し、これらの実装を量子マップとしてモデル化する。 地図を検索するには、機械学習支援トモグラフィを使用する。 地図のスペクトルは、回路の深さに依存する環状または円盤のいずれかであり、環状-円盤遷移を検出する。 それらのスペクトル特性により、得られた写像は、スペクトル密度を解析的に評価できる、最近導入されたランダムマップのアンサンブルと非常によく似ているように見える。 我々の結果は、散逸量子カオス理論(Dissipative Quantum Chaos theory)を通じて、現在の雑音型中間スケール量子(NISQ)コンピューティングプラットフォームと非エルミート確率行列理論の固有の性質の関連性を確立する。

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