論文の概要: Noise robustness and threshold of many-body quantum magic

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21215v1
• Date: Mon, 28 Oct 2024 17:01:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-29 12:22:04.519954
• Title: Noise robustness and threshold of many-body quantum magic
• Title（参考訳）: 多体量子魔法の雑音頑健性としきい値
• Authors: Fuchuan Wei, Zi-Wen Liu,
• Abstract要約: 絡み合った多体量子状態における雑音がマジック特性にどう影響するかを考察する。 高次ゲートによって誘導される相互作用は、ノイズに対して脆弱であることを示す。 また、離散ウィグナー形式に基づくクーディト事件についても論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5524804393257919
• License:
• Abstract: Understanding quantum magic (i.e., nonstabilizerness) in many-body quantum systems is challenging but essential to the study of quantum computation and many-body physics. We investigate how noise affects magic properties in entangled many-body quantum states by quantitatively examining the magic decay under noise, with a primary aim being to understand the stability of magic associated with different kinds of entanglement structures. As a standard model, we study hypergraph states, a representative class of many-body magic states, subject to depolarizing noise. First, we show that interactions facilitated by high-degree gates are fragile to noise. In particular, the $\mathrm{C}^{n-1}Z$ state family exhibits a vanishing magic threshold of $\Theta(1/n)$. Furthermore, we demonstrate efficiently preparable families of hypergraph states without local magic but with a non-vanishing magic threshold which signifies robust magic that is entirely embedded in global entanglement. We also discuss the qudit case based on the discrete Wigner formalism.
• Abstract（参考訳）: 多体量子システムにおける量子魔法(すなわち非安定化器性)を理解することは、量子計算と多体物理学の研究には難しいが不可欠である。 本研究の目的は,様々な種類の絡み合い構造に関連付けられたマジックの安定性を理解することであり,ノイズ下でのマジック崩壊を定量的に調べることによって,多体量子状態におけるノイズがマジック特性にどう影響するかを検討することである。 標準モデルとして,多体マジック状態の代表クラスであるハイパーグラフ状態について,非偏極雑音を対象とする検討を行った。 まず,高次ゲートによって誘導される相互作用は,ノイズに対して脆弱であることを示す。 特に、$\mathrm{C}^{n-1}Z$ state familyは、$\Theta(1/n)$という消滅するマジックしきい値を示す。 さらに、局所的な魔法を使わずに効率的に準備可能なハイパーグラフ状態の族を、グローバルな絡み合いに完全に埋め込まれたロバストな魔法のしきい値で示す。 また、離散ウィグナー形式に基づくクーディト事件についても論じる。

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