論文の概要: Classical Simulations of Low Magic Quantum Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.20252v1
• Date: Wed, 27 Aug 2025 20:17:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-29 18:12:01.794722
• Title: Classical Simulations of Low Magic Quantum Dynamics
• Title（参考訳）: 低魔法量子ダイナミクスの古典シミュレーション
• Authors: Kemal Aziz, Haining Pan, Michael J. Gullans, J. H. Pixley,
• Abstract要約: 低レベルの魔法を持つ状態を生成する適応量子回路のアルゴリズムを開発する。 これらのアルゴリズムは、特にパウリ測定率の高い回路に適している。 本研究では,全対全監視量子回路の動的特性を回路深さ単位当たりのサブエクスプレッションレート$T$-gatesで検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1666604949258699
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: We develop classical simulation algorithms for adaptive quantum circuits that produce states with low levels of ``magic'' (i.e., non-stabilizerness). These algorithms are particularly well-suited to circuits with high rates of Pauli measurements, such as those encountered in quantum error correction and monitored quantum circuits. The measurements serve to limit the buildup of magic induced by non-Clifford operations arising from generic noise processes or unitary gates, respectively. Our algorithms also allow a systematic truncation procedure to achieve approximate simulation. To benchmark our approach, we study the dynamics of all-to-all monitored quantum circuits with a sub-extensive rate of $T$-gates per unit of circuit depth, where we can simulate previously inaccessible system sizes and depths. We characterize measurement-induced phase transitions in the output wavefunction, including in the entanglement, purification, and magic. We outline the utility of our algorithms to simulate dynamics with low magic and high entanglement, complementary to the leading matrix-product state approaches.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 適応量子回路の古典的シミュレーションアルゴリズムを開発し, 低レベルの `magic' (非安定化器性) を持つ状態を生成する。 これらのアルゴリズムは特に、量子エラー補正や監視された量子回路など、パウリの測定率の高い回路に適している。 この測定は、一般的なノイズプロセスやユニタリゲートから生じる非クリフォード演算によって引き起こされるマジックの蓄積を制限するのに役立つ。 また,提案アルゴリズムにより,近似シミュレーションを実現することができる。 提案手法をベンチマークするために、全監視量子回路のダイナミックスを回路深さ単位あたりのサブエクスプレッションレート$T$-gatesで検討し、これまでアクセス不能であったシステムサイズと深さをシミュレートする。 出力波動関数における測定誘起相転移の特徴は, 絡み合い, 浄化, マジックなどである。 低魔法と高絡み合いでダイナミックスをシミュレートするアルゴリズムの有用性について概説する。

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