論文の概要: GHZ-Preserving Gates and Optimized Distillation Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.25854v1
• Date: Wed, 29 Oct 2025 18:01:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-31 16:05:09.519575
• Title: GHZ-Preserving Gates and Optimized Distillation Circuits
• Title（参考訳）: GHZ保存ゲートと最適蒸留回路
• Authors: Mingyuan Wang, Guus Avis, Stefan Krastanov,
• Abstract要約: Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 状態は量子コンピューティングと通信プロトコルにおいて中心的な役割を果たす。 本研究は, 雑音性GHZ状態を保存・蒸留する回路の効率的な列挙法とシミュレーション法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7484661165784237
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states play a central role in quantum computing and communication protocols, as a typical multipartite entanglement resource. This work introduces an efficient enumeration and simulation method for circuits that preserve and distill noisy GHZ states, significantly reducing the simulation complexity of a gate on $n$ qubits, from exponential $O(2^n)$ for standard state-vector methods or $O(n)$ for Clifford circuits, to a constant $O(1)$ for the method presented here. This method has profound implications for the design of quantum networks, where preservation and purification of entanglement with minimal resource overhead is critical. In particular, we demonstrate the use of the new method in an optimization procedure enabled by the fast simulation, that discovers GHZ distillation circuits far outperforming the state of the art. Fine-tuning to arbitrary noise models is possible as well. We also show that the method naturally extends to graph states that are local Clifford equivalent to GHZ states.
• Abstract（参考訳）: Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) は、量子コンピューティングと通信プロトコルにおいて、典型的なマルチパーティントの絡み合うリソースとして中心的な役割を果たす。 この研究は、ノイズの多いGHZ状態の保存と蒸留を行う回路の効率的な列挙とシミュレーション手法を導入し、通常の状態ベクトル法では指数$O(2^n)$、クリフォード回路では$O(n)$から、ここで提示される方法では定数$O(1)$へと、門のシミュレーションの複雑さを著しく低減する。 この方法は、最小のリソースオーバーヘッドによる絡み合いの保存と浄化が重要となる量子ネットワークの設計に深く影響する。 特に, 高速シミュレーションによって実現された最適化手法において, GHZ蒸留回路が最先端技術よりはるかに優れていることを明らかにする。 任意のノイズモデルへの微調整も可能である。 また、この手法はGHZ状態と等価な局所クリフォードであるグラフ状態に自然に拡張することを示す。

関連論文リスト

• Optimizing random local Hamiltonians by dissipation [44.99833362998488]
  簡単な量子ギブスサンプリングアルゴリズムが最適値の$Omega(frac1k)$-fraction近似を達成することを証明した。 この結果から, 局所スピンおよびフェルミオンモデルに対する低エネルギー状態の発見は量子的に容易であるが, 古典的には非自明であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-04T20:21:16Z)
• Hybrid Oscillator-Qubit Quantum Processors: Simulating Fermions, Bosons, and Gauge Fields [31.51988323782987]
  我々は,強い相関を持つフェルミオンとボソンの量子シミュレーションのためのハイブリッド発振器量子ビットプロセッサフレームワークを開発した。 この枠組みは、ベーカー・カンベル・ハウスドルフの公式に基づく近似法と同様に、粒子相互作用の正確な分解を与える。 我々の研究は超伝導ハードウェアの実装に焦点を当てているが、我々のフレームワークはトラップされたイオンや中性原子ハードウェアにも使用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T17:58:20Z)
• Pauli path simulations of noisy quantum circuits beyond average case [0.3277163122167433]
  深さ$n$ qubitsのランダム量子回路では、パウリパス法を用いて出力状態からのサンプリングを効率よく行うことができる。 我々は、Tゲートであるゲートの分数とノイズ率の相似性について十分な条件を導出し、ノイズがより速い速度で導入された場合、シミュレーションは古典的に容易になることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-22T21:58:37Z)
• Improved simulation of quantum circuits dominated by free fermionic operations [1.024113475677323]
  本稿では,FLOゲートと非ガウスゲートの「自由」近傍マッチゲートと等価なフェルミオン線形光学(FLO)ゲートからなる普遍量子回路をシミュレーションするアルゴリズムを提案する。 我々の重要な貢献は、FLO回路をシミュレートする新しい位相感受性アルゴリズムの開発である。 任意のFLOユニタリーと$k$制御Zゲートを含む量子回路に対して、先行技術よりも指数関数的に$k$O(4.5k)$Oを得る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-24T11:36:28Z)
• Iterative Qubit Coupled Cluster using only Clifford circuits [36.136619420474766]
  古典的に容易に生成できる理想的な状態準備プロトコルを特徴付けることができる。 繰り返し量子ビット結合クラスタ(iQCC)の変種を導入して,これらの要件を満たす手法を提案する。 本研究では, チタン系化合物Ti(C5H5)(CH3)3と (20, 20) 活性空間の複雑な系に研究を拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-18T20:31:10Z)
• Preparation of excited states for nuclear dynamics on a quantum computer [117.44028458220427]
  量子コンピュータ上で励起状態を作成するための2つの異なる方法を研究する。 シミュレーションおよび実量子デバイス上でこれらの手法をベンチマークする。 これらの結果から,フォールトトレラントデバイスに優れたスケーリングを実現するために設計された量子技術が,接続性やゲート忠実性に制限されたデバイスに実用的なメリットをもたらす可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-28T17:21:25Z)
• Hartree-Fock on a superconducting qubit quantum computer [30.152226344347064]
  ここでは、12の量子ビット、78の2量子ビットゲート、114の1量子ビットゲートを含む、最も大きな化学の一連の量子シミュレーションを行う。 我々は、ジアゼンの異性化と同様に、$rm H_6$, $rm H_8$, $rm H_10$, $rm H_12$の結合エネルギーをモデル化する。 また,本実験の有効性を劇的に向上させる$N$-representabilityに基づく誤り軽減戦略を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-08T18:00:06Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。