論文の概要: Can the quantum switch be deterministically simulated?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.18202v1
• Date: Thu, 26 Sep 2024 18:34:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-06 15:31:30.970217
• Title: Can the quantum switch be deterministically simulated?
• Title（参考訳）: 量子スイッチは決定論的にシミュレートできるのか?
• Authors: Jessica Bavaresco, Satoshi Yoshida, Tatsuki Odake, Hlér Kristjánsson, Philip Taranto, Mio Murao, Marco Túlio Quintino,
• Abstract要約: 入力チャネルに1つの余分な呼び出ししかできない場合、量子スイッチは任意の量子回路でシミュレートできないことを示す。 この結果は、量子スイッチがユニタリチャネルにのみ作用すると、その作用をシミュレートできるという既知の事実とは対照的である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.151731504874944
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Higher-order transformations that act on a certain number of input quantum channels in an indefinite causal order - such as the quantum switch - cannot be described by standard quantum circuits that use the same number of calls of the input quantum channels. However, the question remains whether they can be simulated, i.e., whether their action on their input channels can be deterministically reproduced, for all arbitrary inputs, by a quantum circuit that uses a larger number of calls of the input channels. Here, we prove that when only one extra call of each input channel is available, the quantum switch cannot be simulated by any quantum circuit. We demonstrate that this result is robust by showing that, even when probabilistic and approximate simulations are considered, higher-order transformations that are close to the quantum switch can be at best simulated with a probability strictly less than one. This result stands in stark contrast with the known fact that, when the quantum switch acts exclusively on unitary channels, its action can be simulated.
• Abstract（参考訳）: 特定の数の入力量子チャネル(例えば量子スイッチ)に作用する高次変換は、入力量子チャネルの同じ数の呼び出しを使用する標準量子回路では記述できない。 しかしながら、入力チャネルに対する動作が任意の入力に対して決定論的に再現できるかどうかを、入力チャネルのより多くの呼び出しを使用する量子回路によってシミュレートできるかどうかという疑問が残る。 ここでは、各入力チャネルに1つの余分な呼び出ししかできない場合、量子スイッチは任意の量子回路でシミュレートできないことを示す。 確率的および近似的なシミュレーションが検討されたとしても、量子スイッチに近い高次変換は1つ未満の確率でうまくシミュレートできることを示すことにより、この結果が堅牢であることを示す。 この結果は、量子スイッチがユニタリチャネルにのみ作用すると、その作用をシミュレートできるという既知の事実とは対照的である。

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