論文の概要: Routing Quantum Control of Causal Order
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.08781v1
- Date: Fri, 11 Jul 2025 17:43:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-14 18:03:54.450593
- Title: Routing Quantum Control of Causal Order
- Title(参考訳): 因果順序のルーティング量子制御
- Authors: Maarten Grothus, Alastair A. Abbott, Augustin Vanrietvelde, Cyril Branciard,
- Abstract要約: 不定因数順序を持つ特定の量子過程に対する経路回路分解の存在を示す。
本稿では、この構成をQC-QCの他の経路回路分解と明確に対比する。
我々は、この接続が不確定因果順序の分野における様々なオープンな問題に取り組むのにどのように有用であるかを指摘した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In recent years, various frameworks have been proposed for the study of quantum processes with indefinite causal order. In particular, quantum circuits with quantum control of causal order (QC-QCs) form a broad class of physical supermaps obtained from a bottom-up construction and are believed to represent all quantum processes physically realisable in a fixed spacetime. Complementarily, the formalism of routed quantum circuits introduces quantum operations constrained by "routes" to represent processes in terms of a more fine-grained routed circuit decomposition. This decomposition, formalised using a so-called routed graph, represents the information flow within the respective process. However, the existence of routed circuit decompositions has only been established for a small set of processes so far, including both certain specific QC-QCs and more exotic processes as examples. In this work, we remedy this fact by connecting these two frameworks. We prove that for any given $N$, one can use a single routed graph to systematically obtain a routed circuit decomposition for any QC-QC with $N$ parties. We detail this construction explicitly and contrast it with other routed circuit decompositions of QC-QCs, which we obtain from alternative routed graphs. We conclude by pointing out how this connection can be useful to tackle various open problems in the field of indefinite causal order, particularly establishing circuit representations of subclasses of QC-QCs.
- Abstract(参考訳): 近年では、不明確な因果順序を持つ量子過程の研究のための様々な枠組みが提案されている。
特に、因果次数(QC-QC)の量子制御を持つ量子回路は、ボトムアップ構造から得られる幅広い物理スーパーマップを形成し、固定時空で物理的に実現可能な全ての量子過程を表すと考えられている。
相補的に、ルーティングされた量子回路の定式化は、よりきめ細かいルーティングされた回路分解の観点でプロセスを表現するために「ルート」によって制約された量子演算を導入する。
この分解は、ルートグラフと呼ばれる形式化され、各プロセス内の情報の流れを表す。
しかし、経路回路分解の存在は、特定のQC-QCとよりエキゾチックなプロセスの両方を含む、ごく一部のプロセスでのみ確立されている。
この作業では、これらの2つのフレームワークを接続することで、この事実を修復します。
任意の$N$に対して、$N$のパーティを持つ任意のQC-QCに対して、ルート付き回路分解を体系的に得るために、単一のルート付きグラフを使うことができることを証明します。
この構成を明示し、他の経路グラフから得られるQC-QCの回路分解と対比する。
我々は、この接続が不確定因果順序の分野における様々なオープンな問題、特にQC-QCのサブクラスの回路表現の確立にどのように役立つかを指摘する。
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