論文の概要: Generating multipartite nonlocality to benchmark quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.07659v2
• Date: Mon, 14 Oct 2024 14:11:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-15 15:01:58.699012
• Title: Generating multipartite nonlocality to benchmark quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータのベンチマークのための多部非局所性の生成
• Authors: Jan Lennart Bönsel, Otfried Gühne, Adán Cabello,
• Abstract要約: 量子コンピュータは大規模に$n$の非局所性を生み出すのに利用できることを示す。 これにより、量子ビットの数や接続性に関わらず、古典的でない相関をベンチマークすることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We show that quantum computers can be used for producing large $n$-partite nonlocality, thereby providing a method to benchmark them. The main challenges to overcome are: (i) The interaction topology might not allow arbitrary two-qubit gates. (ii) Noise limits the Bell violation. (iii) The number of combinations of local measurements grows exponentially with $n$. To overcome (i), we point out that graph states that are compatible with the two-qubit connectivity of the computer can be efficiently prepared. To mitigate (ii), we note that, for specific graph states, there are $n$-partite Bell inequalities whose resistance to white noise increases exponentially with $n$. To address (iii) for any $n$ and any connectivity, we introduce an estimator that relies on random sampling. As a result, we propose a method for producing $n$-partite Bell nonlocality with unprecedented large $n$. This allows in return to benchmark nonclassical correlations regardless of the number of qubits or the connectivity. We test our approach by using a simulation for a noisy IBM quantum computer, which predicts $n$-partite Bell nonlocality for at least $n=24$ qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは, 大規模に$n$の非局所性を生成するために利用でき, それらをベンチマークする方法を提供する。 克服すべき主な課題は次のとおりである。 (i)相互作用トポロジーは任意の2ビットゲートを許さないかもしれない。 (二)ベル違反の騒音 (3)局所測定の組み合わせ数は指数関数的に$n$と増加する。 乗り越える i) コンピュータの2ビット接続と互換性のあるグラフを効率的に作成できることを指摘した。 mitigate (複数形 mitigates) (ii) 特定のグラフ状態に対して、ホワイトノイズに対する抵抗が指数関数的に$n$で増加するような$n$-partite Bell不等式が存在することに留意する。 宛て (iii)任意の$nおよび接続性に対して、ランダムサンプリングに依存する推定器を導入する。 その結果,これまでにない大額な$n$で$n$パーティトベル非局所性を生成する方法が提案された。 これにより、量子ビットの数や接続性に関わらず、古典的でない相関をベンチマークすることができる。 我々は、少なくとも$n=24$ qubitsで$n$-partite Bell非局所性を予測できる、ノイズの多いIBM量子コンピュータのシミュレーションを用いて、我々のアプローチをテストする。

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