論文の概要: Measurement-driven quantum advantages in shallow circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.04705v1
• Date: Wed, 07 May 2025 18:00:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-09 21:43:49.634823
• Title: Measurement-driven quantum advantages in shallow circuits
• Title（参考訳）: 浅い回路における測定駆動量子アドバンテージ
• Authors: Chenfeng Cao, Jens Eisert,
• Abstract要約: 量子アドバンテージスキームは、古典的にシミュラブルな量子システムと、この領域を超えるものの境界を探索する。 本稿では,高密度瞬時量子時間回路の広いクラスから効率よくサンプリングする,一定深度測定駆動方式を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3683202928838613
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum advantage schemes probe the boundary between classically simulatable quantum systems and those that computationally go beyond this realm. Here, we introduce a constant-depth measurement-driven approach for efficiently sampling from a broad class of dense instantaneous quantum polynomial-time circuits and associated Hamiltonian phase states, previously requiring polynomial-depth unitary circuits. Leveraging measurement-adaptive fan-out staircases, our "dynamical circuits" circumvent light-cone constraints, enabling global entanglement with flexible auxiliary qubit usage on bounded-degree lattices. Generated Hamiltonian phase states exhibit statistical metrics indistinguishable from those of fully random architectures. Additionally, we demonstrate measurement-driven globally entangled feature maps capable of distinguishing phases of an extended SSH model from random eigenstates using a quantum reservoir-computing benchmark. Technologically, our results harness the power of mid-circuit measurements for realizing quantum advantages on hardware with a favorable topology. Conceptually, we highlight their power in achieving rigorous computational speedups.
• Abstract（参考訳）: 量子優位スキームは、古典的にシミュレート可能な量子システムと、計算的にこの領域を超えるものの境界を探索する。 本稿では,高密度の量子多項式時間回路と関連するハミルトン相状態から,従来多項式深度ユニタリ回路を必要としていた広いクラスから効率的にサンプリングするための定数深度測定駆動方式を提案する。 測定適応型ファンアウト階段を利用することで、我々の「力学回路」は光円錐制約を回避し、有界度格子上での柔軟な補助量子ビット使用による大域的絡み合いを可能にする。 生成ハミルトン相状態は、完全にランダムなアーキテクチャのものと区別できない統計指標を示す。 さらに、量子貯水池計算ベンチマークを用いて、拡張SSHモデルの位相をランダムな固有状態と区別できる測度駆動のグローバル絡み合った特徴写像を実証する。 技術的には、この結果は、トポロジに有利なハードウェア上での量子的優位性を実現するために、中間回路測定のパワーを利用する。 概念的には、厳密な計算スピードアップを実現する上での彼らの力を強調します。

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