論文の概要: Stabilizer Tensor Networks with Magic State Injection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.12482v1
• Date: Tue, 19 Nov 2024 13:03:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-20 13:36:22.263656
• Title: Stabilizer Tensor Networks with Magic State Injection
• Title（参考訳）: マジック状態注入による安定化器テンソルネットワーク
• Authors: Azar C. Nakhl, Ben Harper, Maxwell West, Neil Dowling, Martin Sevior, Thomas Quella, Muhammad Usman,
• Abstract要約: 本稿では,多数の非クリフォード演算で回路をシミュレートする機構を改良した新しいフレームワークについて報告する。 具体的には、ランダムな$T$-doped $N$-qubit Clifford 回路は、$t lesssim N$$T$-gatesを持つ場合、$mathcalO(textpoly(N))$としてマジック状態注入スケールで作成された回路の計算コストを$mathcalO(textpoly(N))$とする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4934360430803066
• License:
• Abstract: This work augments the recently introduced Stabilizer Tensor Network (STN) protocol with magic state injection, reporting a new framework with significantly enhanced ability to simulate circuits with an extensive number of non-Clifford operations. Specifically, for random $T$-doped $N$-qubit Clifford circuits the computational cost of circuits prepared with magic state injection scales as $\mathcal{O}(\text{poly}(N))$ when the circuit has $t \lesssim N$ $T$-gates compared to an exponential scaling for the STN approach, which is demonstrated in systems of up to $200$ qubits. In the case of the Hidden Bit Shift circuit, a paradigmatic benchmarking system for extended stabilizer methods with a tunable amount of magic, we report that our magic state injected STN framework can efficiently simulate $4000$ qubits and $320$ $T$-gates. These findings provide a promising outlook for the use of this protocol in the classical modelling of quantum circuits that are conventionally difficult to simulate efficiently.
• Abstract（参考訳）: この作業は、最近導入されたStabilizer Tensor Network(STN)プロトコルをマジックステートインジェクションで強化し、多数の非クリフォード演算で回路をシミュレートする機能を大幅に強化した新しいフレームワークを報告した。 具体的には、ランダムな$T$-doped $N$-qubit Clifford 回路は、マジック状態注入スケールで作成された回路の計算コストを$\mathcal{O}(\text{poly}(N))$ 回路が$t \lesssim N$$T$-gatesを持つ場合、STNアプローチの指数的スケーリングと比較して、最大200$-qubitsのシステムで実証される。 チューナブルなマジック量を持つ安定化手法拡張のためのパラダイムベンチマークシステムであるHidden Bit Shift回路の場合、我々のマジック状態注入STNフレームワークは、4000ドルキュービットと320ドルのT$ゲートを効率的にシミュレートできると報告する。 これらの結果から,従来の量子回路のシミュレーションが困難であった古典的モデリングにおいて,このプロトコルが有効である可能性が示唆された。

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