論文の概要: From simulatability to universality of continuous-variable quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.21618v1
• Date: Tue, 27 May 2025 18:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-29 20:07:45.79422
• Title: From simulatability to universality of continuous-variable quantum computers
• Title（参考訳）: 連続変数量子コンピュータのシミュラビリティから普遍性へ
• Authors: Cameron Calcluth,
• Abstract要約: 理論はどの回路が 古典的にシミュレート可能かを調べます 高度にウィグナー陰性なエスマン・キタエフ・プレスキル状態の回路は時間空間でシミュレートできる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: (Abridged.) Quantum computers promise to solve some problems exponentially faster than traditional computers, but we still do not fully understand why this is the case. While the most studied model of quantum computation uses qubits, which are the quantum equivalent of a classical bit, an alternative method for building quantum computers is gaining traction. Continuous-variable devices, with their infinite range of measurement outcomes, use systems such as electromagnetic fields. Given this infinite-dimensional structure, combined with the complexities of quantum physics, we are left with a natural question: when are continuous-variable quantum computers more powerful than classical devices? This thesis investigates this question by exploring the boundary of which circuits are classically simulatable and which unlock a quantum advantage over classical computers. A series of proofs are presented demonstrating the efficient simulatability of progressively more complex circuits, even those with high amounts of Wigner negativity. Specifically, circuits initiated with highly Wigner-negative Gottesman-Kitaev-Preskill states, which form a grid-like structure in phase space, can be simulated in polynomial time.
• Abstract（参考訳）: (略) 量子コンピュータは、従来のコンピュータよりも指数関数的に高速な問題の解決を約束しますが、その理由をまだ完全には理解していません。 量子計算の最も研究されているモデルは、古典的なビットの量子等価性である量子ビットを使用するが、量子コンピュータを構築する別の方法が注目を集めている。 連続可変デバイスは、測定結果の無限の範囲で、電磁場のようなシステムを使用する。 量子物理学の複雑さと組み合わさったこの無限次元構造を考えると、自然の疑問が残る。 この論文は、どの回路が古典的にシミュレート可能で、どの回路が古典的コンピュータよりも量子上の優位性を解き放つかという境界を探索することによって、この問題を調査する。 ウィグナー負性率の高いものでさえ、徐々に複雑な回路の効率的なシミュラビリティを示す一連の証明が提示される。 具体的には、位相空間の格子状構造を形成する高ウィグナー負のゴテスマン・キタエフ・プレスキル状態で開始される回路は多項式時間でシミュレートすることができる。

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