論文の概要: Deciding Local Unitary Equivalence of Graph States in Quasi-Polynomial Time
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.06566v1
- Date: Mon, 10 Feb 2025 15:34:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-11 14:29:51.511055
- Title: Deciding Local Unitary Equivalence of Graph States in Quasi-Polynomial Time
- Title(参考訳): 準多項式時間におけるグラフ状態の局所単位値の決定
- Authors: Nathan Claudet, Simon Perdrix,
- Abstract要約: グラフ状態の局所ユニタリ(LU)同値性を決定するために準多項式ランタイム$nlog_2(n)+O(1)$のアルゴリズムを記述する。
LU等価性は、指数的爆発を避けるために、擬多項式的に多くの線形方程式の系を解くことに還元されることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License:
- Abstract: We describe an algorithm with quasi-polynomial runtime $n^{\log_2(n)+O(1)}$ for deciding local unitary (LU) equivalence of graph states. The algorithm builds on a recent graphical characterisation of LU-equivalence via generalised local complementation. By first transforming the corresponding graphs into a standard form using usual local complementations, LU-equivalence reduces to the existence of a single generalised local complementation that maps one graph to the other. We crucially demonstrate that this reduces to solving a system of quasi-polynomially many linear equations, avoiding an exponential blow-up. As a byproduct, we generalise Bouchet's algorithm for deciding local Clifford (LC) equivalence of graph states by allowing the addition of arbitrary linear constraints. We also improve existing bounds on the size of graph states that are LU- but not LC-equivalent. While the smallest known examples involve 27 qubits, and it is established that no such examples exist for up to 8 qubits, we refine this bound by proving that LU- and LC-equivalence coincide for graph states involving up to 19 qubits.
- Abstract(参考訳): グラフ状態の局所ユニタリ(LU)同値性を決定するために準多項式ランタイム $n^{\log_2(n)+O(1)}$ のアルゴリズムを記述する。
このアルゴリズムは、一般化された局所補完によるLU等価性の最近のグラフィカルな特徴付けに基づいている。
LU同値性は、対応するグラフを通常の局所補数を用いて標準形式に変換することにより、一方のグラフを他方にマップする1つの一般化された局所補数の存在を減少させる。
これは、指数的な爆発を避けるために、準多項式的に多くの線形方程式の系を解くことに還元されることを決定的に証明する。
副産物として、任意の線形制約を加えることでグラフ状態の局所クリフォード(LC)同値を決定するブーシェのアルゴリズムを一般化する。
また、LU-だがLC-等価ではないグラフ状態のサイズに関する既存の境界も改善する。
最小の例は27量子ビットであり、そのような例は最大8量子ビットには存在しないことが確認されているが、LU-およびLC-等価性は19量子ビットを含むグラフ状態と一致することを証明して、この境界を洗練する。
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