論文の概要: Exponential separation in quantum query complexity of the quantum switch with respect to simulations with standard quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.18420v2
• Date: Tue, 1 Oct 2024 17:46:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-06 06:21:38.185185
• Title: Exponential separation in quantum query complexity of the quantum switch with respect to simulations with standard quantum circuits
• Title（参考訳）: 標準量子回路を用いたシミュレーションによる量子スイッチの量子クエリ複雑性の指数分離
• Authors: Hlér Kristjánsson, Tatsuki Odake, Satoshi Yoshida, Philip Taranto, Jessica Bavaresco, Marco Túlio Quintino, Mio Murao,
• Abstract要約: 2つの$n$-qubit量子チャネル上の量子スイッチの作用は、決定論的にシミュレートできないことを証明した。 これは、標準的な量子回路と比較して、不定因数順序の量子クエリ複雑性の指数関数的分離を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.151731504874944
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum theory is consistent with a computational model permitting black-box operations to be applied in an indefinite causal order, going beyond the standard circuit model of computation. The quantum switch -- the simplest such example -- has been shown to provide numerous information-processing advantages. Here, we prove that the action of the quantum switch on two $n$-qubit quantum channels cannot be simulated deterministically and exactly by any causally ordered quantum circuit that uses $M$ calls to one channel and one call to the other, if $M \leq \max(2, 2^n-1)$. This demonstrates an exponential separation in quantum query complexity of indefinite causal order compared to standard quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子論は計算の標準的な回路モデルを超えて、ブラックボックス演算を不定因数順序で適用することができる計算モデルと一致している。 最も単純な例である量子スイッチは、多くの情報処理の利点をもたらすことが示されている。 ここでは、2つの$n$量子ビット量子チャネル上の量子スイッチの作用が、M$を1つのチャネルに呼び出し、もう1つのチャネルを呼び出し、$M \leq \max(2, 2^n-1)$とする任意の因果順序量子回路によって決定的に正確にシミュレートできないことを証明する。 これは、標準的な量子回路と比較して、不定因数順序の量子クエリ複雑性の指数関数的分離を示す。

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