論文の概要: Trading modes against energy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.18854v1
- Date: Tue, 23 Sep 2025 09:41:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-24 20:41:27.805075
- Title: Trading modes against energy
- Title（参考訳）: エネルギーに対するトレーディングモード
- Authors: Lukas Brenner, Beatriz Dias, Robert Koenig,
- Abstract要約: 我々は、$n$量子ビット量子回路の弱いシミュレートに必要なエネルギーを示す。
量子ビットを高次元近似Gottesman-Kitaev-Preskill符号に符号化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.13764085113103217
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We ask how much energy is required to weakly simulate an $n$-qubit quantum circuit (i.e., produce samples from its output distribution) by a unitary circuit in a hybrid qubit-oscillator model. The latter consists of a certain number of bosonic modes coupled to a constant number of qubits by a Jaynes-Cummings Hamiltonian. We find that efficient approximate weak simulation of an $n$-qubit quantum circuit of polynomial size with inverse polynomial error is possible with (1) a linear number of bosonic modes and a polynomial amount of energy, or (2) a sublinear (polynomial) number of modes and a subexponential amount of energy, or (3) a constant number of modes and an exponential amount of energy. Our construction encodes qubits into high-dimensional approximate Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) codes. It provides new insight into the trade-off between system size (i.e., number of modes) and the amount of energy required to perform quantum computation in the continuous-variable setting.
- Abstract（参考訳）: 我々は、ハイブリッド量子ビットオシレータモデルにおいて、$n$量子ビット量子回路(すなわち、出力分布からサンプルを生成する)をユニタリ回路で弱いシミュレートするためにどれだけのエネルギーが必要か尋ねる。
後者は、Jaynes-Cummings Hamiltonian によって一定数の量子ビットに結合されたある種のボソニックモードからなる。
逆多項式誤差を持つ多項式サイズの$n$-qubit量子回路の効率的な近似弱シミュレーションは、(1)ボソニックモードの線形数とエネルギーの多項式量、(2)モードのサブ線形(多項式)数とエネルギーの半指数数、(3)モードの定数数とエネルギーの指数数で可能である。
我々の構成では、量子ビットを高次元の近似 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 符号に符号化する。
これは、システムサイズ(例えばモードの数)と連続変数設定で量子計算を実行するのに必要なエネルギーの量の間のトレードオフに関する新たな洞察を提供する。
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