論文の概要: Efficient simulation of parametrized quantum circuits under non-unital noise through Pauli backpropagation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.13050v1
• Date: Wed, 22 Jan 2025 17:58:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-23 13:28:00.987258
• Title: Efficient simulation of parametrized quantum circuits under non-unital noise through Pauli backpropagation
• Title（参考訳）: パウリバックプロパゲーションによる非単位雑音下でのパラメトリゼーション量子回路の効率的なシミュレーション
• Authors: Victor Martinez, Armando Angrisani, Ekaterina Pankovets, Omar Fawzi, Daniel Stilck França,
• Abstract要約: パウリのバックプロパゲーションアルゴリズムは、パラメータ化量子回路の特定のクラスを効率的にシミュレートする能力をすでに実証している。 ここでは、パウリのバックプロパゲーションを非単位雑音に適応させることにより、このギャップを埋める。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.903915603499684
• License:
• Abstract: As quantum devices continue to grow in size but remain affected by noise, it is crucial to determine when and how they can outperform classical computers on practical tasks. A central piece in this effort is to develop the most efficient classical simulation algorithms possible. Among the most promising approaches are Pauli backpropagation algorithms, which have already demonstrated their ability to efficiently simulate certain classes of parameterized quantum circuits-a leading contender for near-term quantum advantage-under random circuit assumptions and depolarizing noise. However, their efficiency was not previously established for more realistic non-unital noise models, such as amplitude damping, that better capture noise on existing hardware. Here, we close this gap by adapting Pauli backpropagation to non-unital noise, proving that it remains efficient even under these more challenging conditions. Our proof leverages a refined combinatorial analysis to handle the complexities introduced by non-unital channels, thus strengthening Pauli backpropagation as a powerful tool for simulating near-term quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 量子デバイスのサイズは拡大するがノイズの影響を受け続けるため、いつ、どのように古典的コンピュータを実用的タスクで上回るかを判断することが不可欠である。 この取り組みの中心は、可能な限り効率的な古典シミュレーションアルゴリズムを開発することである。 最も有望なアプローチとしては、パウリのバックプロパゲーションアルゴリズム(英語版)があり、これはパラメータ化量子回路の特定のクラスを効率的にシミュレートできることをすでに証明している。 しかし、その効率性は、既存のハードウェアのノイズを捕えるために振幅減衰のようなより現実的な非単体ノイズモデルのために以前は確立されていなかった。 ここでは、パウリのバックプロパゲーションを非単位雑音に適応させることにより、このギャップを埋め、より困難な条件の下でも効率的であることを証明する。 本証明では, 近距離量子デバイスをシミュレーションするための強力なツールとして, パウリのバックプロパゲーションを強化した。

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