論文の概要: Highly-entangled, highly-doped states that are efficiently cross-device verifiable
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.11688v1
- Date: Mon, 20 Jan 2025 19:12:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-22 14:21:50.794488
- Title: Highly-entangled, highly-doped states that are efficiently cross-device verifiable
- Title（参考訳）: 効率的にクロスデバイス検証可能な高絡み合い高ドープ状態
- Authors: Janek Denzler, Santiago Varona, Tommaso Guaita, Jose Carrasco,
- Abstract要約: 我々は、$log$-many非クリフォードゲートを持つ回路では近似できない、非常に絡み合った実量子状態のクラスを導入する。
ベルサンプリングはこれらの状態に対して効率的なデバイス間検証(あるいは分散内部積推定)を可能にすることを証明している。
これらの結果は量子暗号や検証に応用できると期待している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: In this paper, we introduce a class of highly entangled real quantum states that cannot be approximated by circuits with $\log$-many non-Clifford gates and prove that Bell sampling enables efficient cross-device verification (or distributed inner product estimation) for these states. That is, two remote parties can estimate the inner product ${\rm tr}(\rho\sigma)$, each having black-box access to copies of a state $\rho$ (or respectively $\sigma$) in this class. This is significant because it is clear that this task can be achieved in those cases (such as low entanglement or low non-Clifford gate count) where one can independently learn efficient classical descriptions of each state using established techniques and share the description to compute the overlap. Instead, our results demonstrate that this is possible even in more complex scenarios where these "learn and share" methods are insufficient. Our proposal is scalable, as it just requires a number of two-copy Bell measurements and single-copy Pauli measurements that grows polynomially with both the number of qubits and the desired inverse-error, and can be implemented in the near term. Moreover, the required number of samples can be efficiently experimentally determined by the parties in advance, and our findings are robust against preparation errors. We anticipate that these results could have applications in quantum cryptography and verification.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,$$\log$-manyの非クリフォードゲートを持つ回路では近似できない高絡み合った実量子状態のクラスを紹介し,ベルサンプリングがこれらの状態に対して効率的なクロスデバイス検証(あるいは分散内部積推定)を可能にすることを証明した。
すなわち、2つのリモートパーティは内部積 ${\rm tr}(\rho\sigma)$ を推定することができ、それぞれが状態 $\rho$ (または $\sigma$) のコピーへのブラックボックスアクセスを持つ。
これは、これらの場合(例えば、低い絡み合いや低い非クリフォードゲート数)において、確立された技術を用いて各状態の効率的な古典的記述を独立に学習し、重複を計算するための記述を共有することができるためである。
その代わりに、これらの"学習と共有"メソッドが不十分な、より複雑なシナリオでも実現可能であることを示す。
我々の提案はスケーラブルであり、数個の2コピックベル測定と1コピックパウリ測定が、キュービット数と所望の逆エラー数の両方で多項式的に成長し、近い将来に実装できるためである。
また, 必要なサンプル数については, 前もって実験的に検討し, 準備誤差に対して頑健な結果を得た。
これらの結果は量子暗号や検証に応用できると期待している。
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