論文の概要: Identifying quantum resources in encoded computations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.18394v1
- Date: Thu, 25 Jul 2024 21:01:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-29 14:59:16.818808
- Title: Identifying quantum resources in encoded computations
- Title(参考訳): 符号化計算における量子資源の同定
- Authors: Jack Davis, Nicolas Fabre, Ulysse Chabaud,
- Abstract要約: 我々は、エンコードされた計算において量子資源を正しく識別できる一般的なフレームワークを導入する。
Gottesman--Kitaev---奇数次元のクイディットのプリスキル符号化について説明する。
結果として得られるウィグナー函数は、Zak-Gross Wigner関数と呼ばれ、位相空間の負性を通じて量子資源を正しく同定する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6144680854063939
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: What is the origin of quantum computational advantage? Providing answers to this far-reaching question amounts to identifying the key properties, or quantum resources, that distinguish quantum computers from their classical counterparts, with direct applications to the development of quantum devices. The advent of universal quantum computers, however, relies on error-correcting codes to protect fragile logical quantum information by robustly encoding it into symmetric states of a quantum physical system. Such encodings make the task of resource identification more difficult, as what constitutes a resource from the logical and physical points of view can differ significantly. Here we introduce a general framework which allows us to correctly identify quantum resources in encoded computations, based on phase-space techniques. For a given quantum code, our construction provides a Wigner function that accounts for how the symmetries of the code space are contained within the transformations of the physical space, resulting in an object capable of describing the logical content of any physical state, both within and outside the code space. We illustrate our general construction with the Gottesman--Kitaev--Preskill encoding of qudits with odd dimension. The resulting Wigner function, which we call the Zak-Gross Wigner function, is shown to correctly identify quantum resources through its phase-space negativity. For instance, it is positive for encoded stabilizer states and negative for the bosonic vacuum. We further prove several properties, including that its negativity provides a measure of magic for the logical content of a state, and that its marginals are modular measurement distributions associated to conjugate Zak patches.
- Abstract(参考訳): 量子計算の優位性の起源は何か?
量子コンピュータと従来のコンピュータを区別する重要な性質、すなわち量子資源を同定し、量子デバイスの開発に直接応用する。
しかし、普遍量子コンピュータの出現は、脆弱な論理量子情報を量子物理系の対称状態に強固に符号化することで、誤り訂正符号に依存している。
このようなエンコーディングにより、論理的・物理的観点から資源を構成するものが著しく異なるため、リソース識別のタスクがより困難になる。
ここでは、位相空間技術に基づいて、符号化された計算における量子資源を正しく識別する一般的なフレームワークを紹介する。
与えられた量子コードに対して、我々の構成は、コード空間の対称性が物理空間の変換にどのように含まれているかを説明するウィグナー関数を提供し、結果として、コード空間内および外部の任意の物理状態の論理的内容を記述することができるオブジェクトとなる。
Gottesman--Kitaev---奇数次元のクイディットのプリスキル符号化について説明する。
結果として得られるウィグナー函数は、Zak-Gross Wigner関数と呼ばれ、位相空間の負性を通じて量子資源を正しく同定する。
例えば、符号化された安定化状態には正であり、ボゾン真空には負である。
さらに、その負性性は状態の論理的内容に対する魔法の尺度であり、その限界はザックパッチの共役に関連するモジュラー測度分布である、といういくつかの性質を証明している。
関連論文リスト
- Experimental Demonstration of Logical Magic State Distillation [62.77974948443222]
中性原子量子コンピュータ上での論理量子ビットによるマジック状態蒸留の実験的実現について述べる。
提案手法では,多くの論理量子ビット上で並列に量子演算を符号化し,実行するために動的に再構成可能なアーキテクチャを用いる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-12-19T18:38:46Z) - Mixed-Dimensional Qudit State Preparation Using Edge-Weighted Decision Diagrams [3.393749500700096]
量子コンピュータは難解な問題を解く可能性がある。
このポテンシャルを利用するための重要な要素の1つは、多値系(qudit)のために量子状態を効率的に準備する能力である。
本稿では,混合次元系に着目した量子状態生成法について検討する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-06-05T18:00:01Z) - Quantum Information Processing with Molecular Nanomagnets: an introduction [49.89725935672549]
本稿では,量子情報処理の導入について紹介する。
量子アルゴリズムを理解し設計するための基本的なツールを紹介し、分子スピンアーキテクチャ上での実際の実現を常に言及する。
分子スピンキュートハードウェア上で提案および実装された量子アルゴリズムの例を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-05-31T16:43:20Z) - Simulating 2D lattice gauge theories on a qudit quantum computer [2.2246996966725305]
二次元格子型量子電磁力学の基本構成ブロックの性質の量子計算を行う。
これは、トラップイオンのqudit量子プロセッサを使用することで可能となる。
クイディットは、自然に高次元であるゲージ場を記述するのに理想的に適している。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-10-18T17:06:35Z) - Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-29T18:00:01Z) - Unclonability and Quantum Cryptanalysis: From Foundations to
Applications [0.0]
不規則性(Unclonability)は、量子理論の基本概念であり、量子情報の主要な非古典的性質の1つである。
我々は、量子世界、すなわち量子物理学的不閉性(quantum physical unclonability)という新しい非閉性の概念を導入する。
本稿では、暗号資源として、この新しいタイプの無拘束性(unclonability)のいくつかの応用について論じ、確実に安全な量子プロトコルを設計する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-10-31T17:57:09Z) - Optimal Stochastic Resource Allocation for Distributed Quantum Computing [50.809738453571015]
本稿では,分散量子コンピューティング(DQC)のためのリソース割り当て方式を提案する。
本評価は,提案手法の有効性と,量子コンピュータとオンデマンド量子コンピュータの両立性を示すものである。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-16T02:37:32Z) - A prototype of quantum von Neumann architecture [0.0]
我々は、フォン・ノイマンアーキテクチャの量子バージョンである普遍量子コンピュータシステムのモデルを提案する。
量子メモリユニットの要素としてebitを使用し、量子制御ユニットと処理ユニットの要素としてqubitを使用する。
本研究は,量子情報の多様体パワーを実証し,量子コンピュータシステム構築の道を開くものである。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-17T06:33:31Z) - Quantifying Qubit Magic Resource with Gottesman-Kitaev-Preskill Encoding [58.720142291102135]
我々は、ほとんどのフォールトトレラント量子コンピュータにおいて、魔法のリソース測度、探索特性を定義する。
我々の定式化は、連続変数量子計算におけるボソニック符号、よく研究されたツールに基づいている。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-09-27T12:56:01Z) - Cost of quantum entanglement simplified [13.683637401785505]
我々は,絡み合った状態を作成するのに必要な正確なコストとして,正確な情報理論的な意味を持つ絡み合い尺度を導入する。
この結果は、任意の量子状態の基本的な絡み合い構造に重要な洞察をもたらし、量子物理実験で生じる絡み合いを直接的に評価し定量化することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-28T14:36:23Z) - Efficient simulatability of continuous-variable circuits with large
Wigner negativity [62.997667081978825]
ウィグナー負性性は、いくつかの量子計算アーキテクチャにおいて計算上の優位性に必要な資源であることが知られている。
我々は、大きく、おそらくは有界で、ウィグナー負性を示し、しかし古典的に効率的にシミュレートできる回路の広大な族を同定する。
我々は,高次元離散可変量子回路のシミュラビリティとボソニック符号とのリンクを確立することにより,本結果の導出を行う。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-05-25T11:03:42Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。