論文の概要: Efficient certification of intractable quantum states with few Pauli measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.07300v1
• Date: Mon, 10 Nov 2025 17:01:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-11 21:18:45.379671
• Title: Efficient certification of intractable quantum states with few Pauli measurements
• Title（参考訳）: パウリ測度がほとんどない難治性量子状態の効率的な認証
• Authors: Sami Abdul Sater, Maxime Garnier, Thierry Martinez, Harold Ollivier, Ulysse Chabaud,
• Abstract要約: 我々はクリフォードの製品国家を認証するための効率的なプロトコルを導入する。 提案プロトコルでは,単一キュービットパウリ測定と高速な古典的後処理しか必要としない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Verification of quantum computations is crucial as experiments advance toward fault-tolerant quantum computing. Yet, no efficient protocol exists for certifying states generated in the Magic-State Injection model -- the foundation of several fault-tolerant quantum computing architectures. Here, we introduce an efficient protocol for certifying Clifford-enhanced Product States, a large class of quantum states obtained by applying an arbitrary Clifford circuit to a product of single-qubit, possibly magic, states. Our protocol only requires single-qubit Pauli measurements together with efficient classical post-processing, and has efficient sample complexity in both the independent (i.i.d.) and adversarial (non-i.i.d.) settings. This fills a key gap between Pauli-based certification schemes for stabilizer or (hyper)graph states and general protocols demanding non-Pauli measurements or classically intractable information about the target state. Our work provides the first efficient, Pauli-only certification protocol for the Magic-State Injection model, leading to practical verification of universal quantum computation under minimal experimental assumptions.
• Abstract（参考訳）: 量子計算の検証は、フォールトトレラントな量子コンピューティングに向けた実験が進むにつれて重要である。 しかし、いくつかのフォールトトレラントな量子コンピューティングアーキテクチャの基礎であるMagic-State Injectionモデルで生成された状態を認証するための効率的なプロトコルは存在しない。 ここでは、任意のクリフォード回路を単一量子ビット(おそらくマジック)状態の積に適用することによって得られる、大規模な量子状態のクラスであるクリフォード強化製品状態の証明のための効率的なプロトコルを紹介する。 提案プロトコルでは, 単一量子ビットパウリ測定と高効率な古典的後処理しか必要とせず, 独立性 (i.d.) と逆性 (non-i.d.) の両方において, 効率的なサンプル複雑性を有する。 これは、安定化器または(ハイパー)グラフ状態のためのパウリベースの認証スキームと、非パウリ測定を要求する一般的なプロトコルと、対象状態に関する古典的に難解な情報との間の重要なギャップを埋める。 我々の研究は、マジック・ステート・インジェクションモデルに対する最初の効率的なパウリのみの認証プロトコルを提供し、最小限の実験的な仮定の下で普遍的な量子計算を実践的に検証する。

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