論文の概要: Displaced Fermionic Gaussian States and their Classical Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.18517v1
• Date: Wed, 27 Nov 2024 17:05:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-28 15:25:07.194797
• Title: Displaced Fermionic Gaussian States and their Classical Simulation
• Title（参考訳）: 置換フェルミオンガウス状態とその古典シミュレーション
• Authors: Xingjian Lyu, Kaifeng Bu,
• Abstract要約: この研究は、非ゼロ線型項を持つ非置換フェルミオンガウス作用素を探索する。 まず、変位したガウス状態のいくつかの特徴づけの同値性を示す。 また、置換されたガウス回路に対する効率的な古典的シミュレーションプロトコルも提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: This work explores displaced fermionic Gaussian operators with nonzero linear terms. We first demonstrate equivalence between several characterizations of displaced Gaussian states. We also provide an efficient classical simulation protocol for displaced Gaussian circuits and demonstrate their computational equivalence to circuits composed of nearest-neighbor matchgates augmented by single-qubit gates on the initial line. Finally, we construct a novel Gaussianity-preserving unitary embedding that maps $n$-qubit displaced Gaussian states to $(n+1)$-qubit even Gaussian states. This embedding facilitates the generalization of existing Gaussian testing protocols to displaced Gaussian states and unitaries. Our results provide new tools to analyze fermionic systems beyond the constraints of parity super-selection, extending the theoretical understanding and practical simulation of fermionic quantum computation.
• Abstract（参考訳）: この研究は、非ゼロ線型項を持つ非置換フェルミオンガウス作用素を探索する。 まず、変位したガウス状態のいくつかの特徴づけの同値性を示す。 また、置換されたガウス回路の効率的な古典的シミュレーションプロトコルを提供し、その計算等価性を、初期線上の単一ビットゲートで拡張された最寄りのマッチゲートからなる回路に示す。 最後に、$n$-qubit の置換されたガウス状態から$(n+1)$-qubit のガウス状態までを写像する新しいガウス性保存ユニタリ埋め込みを構築する。 この埋め込みは既存のガウステストプロトコルの一般化を促進し、ガウス状態とユニタリを置き換える。 本研究では, フェルミオン系をパリティ超選択の制約を超えて解析し, フェルミオン量子計算の理論的理解と実用シミュレーションを拡張した。

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