論文の概要: Circuit cutting with classical side information
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.22384v1
- Date: Fri, 28 Mar 2025 12:43:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-31 19:09:59.687285
- Title: Circuit cutting with classical side information
- Title（参考訳）: 古典的側情報を用いた回路切断
- Authors: Christophe Piveteau, Lukas Schmitt, David Sutter,
- Abstract要約: 本稿では,量子機器によるサイド情報を利用した汎用回路切断手法の定式化について述べる。
あるシナリオでは、サイド情報はサンプリングオーバーヘッドを減らさないが、他のシナリオでは、回路切断は不可能である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3791394805787949
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Circuit cutting is a technique for simulating large quantum circuits by partitioning them into smaller subcircuits, which can be executed on smaller quantum devices. The results from these subcircuits are then combined in classical post-processing to accurately reconstruct the expectation value of the original circuit. Circuit cutting introduces a sampling overhead that grows exponentially with the number of gates and qubit wires that are cut. Many recently developed quasiprobabilistic circuit cutting techniques leverage classical side information, obtained from intermediate measurements within the subcircuits, to enhance the post-processing step. In this work, we provide a formalization of general circuit cutting techniques utilizing side information through quantum instruments. With this framework, we analyze the advantage that classical side information provides in reducing the sampling overhead of circuit cutting. Surprisingly, we find that in certain scenarios, side information does not yield any reduction in sampling overhead, whereas in others it is essential for circuit cutting to be feasible at all. Furthermore, we present a lower bound for the optimal sampling overhead with side information that can be evaluated efficiently via semidefinite programming and improves on all previously known lower bounds.
- Abstract（参考訳）: 回路切断は、小さな量子デバイスで実行できる小さなサブ回路に分割することで、大きな量子回路をシミュレートする技術である。
これらのサブ回路の結果は、古典的な後処理で結合され、元の回路の期待値を正確に再構成する。
回路切断は、カットされるゲートとキュービットワイヤの数とともに指数関数的に増加するサンプリングオーバーヘッドを導入する。
最近開発された準確率的回路切断技術の多くは、サブ回路内の中間測定から得られる古典的な側情報を利用して、後処理のステップを強化する。
本稿では,量子機器によるサイド情報を利用した汎用回路切断手法の定式化について述べる。
このフレームワークでは,回路切断のサンプリングオーバーヘッドを低減するために,古典的側情報がもたらす利点を分析する。
意外なことに、あるシナリオでは、サイド情報はサンプリングオーバーヘッドを減らさないが、他のシナリオでは、回路切断が全く不可能である。
さらに、半定値プログラミングにより効率よく評価できる側情報付き最適なサンプリングオーバーヘッドに対する下限を提示し、これまで知られていた下限を全て改善する。
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