論文の概要: Efficient Verification of Stabilizer Code Subspaces with Local Measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.19699v1
• Date: Sun, 29 Sep 2024 13:16:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-01 21:58:00.734575
• Title: Efficient Verification of Stabilizer Code Subspaces with Local Measurements
• Title（参考訳）: 局所測定による安定化器符号部分空間の有効検証
• Authors: Congcong Zheng, Xutao Yu, Zaichen Zhang, Ping Xu, Kun Wang,
• Abstract要約: 一般安定化器符号部分空間に対する2つの効率的な検証方法を提案する。 新しい戦略では、測定設定が大幅に少なくなり、状態コピーの消費も少なくなります。 この研究は、局所測定による安定化符号部分空間の効率的な検証に関する最初の体系的研究に寄与する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.494830101269677
• License:
• Abstract: We address the task of verifying whether a quantum computer, designed to be protected by a specific stabilizer code, correctly encodes the corresponding logical qubits. To achieve this, we develop a general framework for subspace verification and explore several stabilizer code subspaces of practical significance. First, we present two efficient verification strategies for general stabilizer code subspaces, utilizing measurements of their stabilizer generators and stabilizer groups, respectively. Then, building on the observation that certain tests can be conducted in parallel when the subspace exhibits specific structural properties, we propose a coloring strategy tailored to graph code subspaces and an XZ strategy tailored to Calderbank-Shor-Steane (CSS) code subspaces. Compared to stabilizer-based strategies, these new strategies require significantly fewer measurement settings and consume fewer state copies, approaching near-global optimality. Notably, all the strategies employ a limited number of Pauli measurements, are non-adaptive, and work on mixed states, enabling efficient experimental certification of both logical qubits and logical operations in noisy quantum computers. This work contributes to the first systematic study of efficient verification of stabilizer code subspaces with local measurements.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、特定の安定化器符号で保護されるように設計された量子コンピュータが、対応する論理量子ビットを正しく符号化するかどうかを検証するタスクに対処する。 これを実現するために,サブスペース検証のための汎用フレームワークを開発し,実用上重要な安定化符号部分空間を探索する。 まず、安定化器コード部分空間に対する2つの効率的な検証方法を提案し、安定化器生成器と安定化器群の測定をそれぞれ利用した。 次に,その部分空間が特定の構造特性を示すとき,ある試験を並列に行うことができるという観測に基づいて,グラフコード部分空間に適した着色戦略と,Calderbank-Shor-Steane (CSS)コード部分空間に適したXZ戦略を提案する。 安定化器ベースの戦略と比較して、これらの新しい戦略は測定設定を著しく減らし、状態コピーを減らし、準グローバルな最適性に近づいた。 特に、全ての戦略は限られた数のパウリ測度を使用し、非適応的であり、混合状態に作用し、雑音量子コンピュータにおける論理量子ビットと論理演算の両方の効率的な実験的な証明を可能にする。 この研究は、局所測定による安定化符号部分空間の効率的な検証に関する最初の体系的研究に寄与する。

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