論文の概要: Magic transition in measurement-only circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.15939v2
• Date: Thu, 1 Aug 2024 19:51:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-05 18:03:40.583441
• Title: Magic transition in measurement-only circuits
• Title（参考訳）: 計測専用回路におけるマジック遷移
• Authors: Poetri Sonya Tarabunga, Emanuele Tirrito,
• Abstract要約: 我々は、クリフォードと非クリフォード測定の競合するタイプの量子回路を用いて、測定のみの量子回路においてマジックを研究する。 大規模数値シミュレーションを用いて1次元格子と2次元格子の双方において,この回路の魔法の遷移を研究する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Magic, also known as nonstabilizerness, quantifies the distance of a quantum state to the set of stabilizer states, and it serves as a necessary resource for potential quantum advantage over classical computing. In this work, we study magic in a measurement-only quantum circuit with competing types of Clifford and non-Clifford measurements, where magic is injected through the non-Clifford measurements. This circuit can be mapped to a classical model that can be simulated efficiently, and the magic can be characterized using any magic measure that is additive for tensor product of single-qubit states. Leveraging this observation, we study the magic transition in this circuit in both one- and two-dimensional lattices using large-scale numerical simulations. Our results demonstrate the presence of a magic transition between two different phases with extensive magic scaling, separated by a critical point in which the mutual magic exhibits scaling behavior analogous to entanglement. We further show that these two distinct phases can be distinguished by the topological magic. In a different regime, with a vanishing rate of non-Clifford measurements, we find that the magic saturates in both phases. Our work sheds light on the behavior of magic and its linear combinations in quantum circuits, employing genuine magic measures.
• Abstract（参考訳）: 非安定化器性(nonstabilizerness)とも呼ばれるマジック(Magic)は、量子状態から安定化器状態の集合までの距離を定量化し、古典的計算よりも量子的優位性を持つ可能性のあるリソースとして機能する。 本研究では,CiffordとNon-Ciffordの測定を競合するタイプのCiffordとNon-Cifford測定を併用した,測定専用量子回路におけるマジックについて検討する。 この回路は、効率的にシミュレートできる古典的なモデルにマッピングすることができ、マジックは、単一量子状態のテンソル積に対して加法的である任意のマジック測度を用いて特徴づけることができる。 この観測を生かし、大規模数値シミュレーションを用いて1次元格子と2次元格子の両方において、この回路の魔法の遷移を研究する。 本研究は, 相互魔法が絡み合いに類似したスケーリング行動を示す臨界点によって分離された, 広範囲なマジックスケーリングを伴う2つの相間のマジック遷移の存在を実証するものである。 さらに、これらの2つの異なる位相は、トポロジカルマジックによって区別可能であることを示す。 異なる体制では、非クリフォード測定の消滅率で、魔法が両方の相で飽和していることが分かる。 我々の研究は、量子回路における魔法の挙動とその線形結合に光を当て、真の魔法の測度を用いている。

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