論文の概要: Single-shot GHZ characterization with connectivity-aware fanout constructions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11839v1
• Date: Thu, 12 Feb 2026 11:31:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.786902
• Title: Single-shot GHZ characterization with connectivity-aware fanout constructions
• Title（参考訳）: 接続性を考慮したファンアウト構成によるシングルショットGHZの特性評価
• Authors: Giancarlo Gatti,
• Abstract要約: 我々はCNOTの深さブロックを$n$-qubitファンアウトゲート(multitarget-CNOT)の深さ2L-1$に変換する。 我々は、重いヘックス接続制限の下で$n$-qubitのファンアウトゲートを構築するためにレシピを使用し、深さは$O(n1/2)$を得る。 我々は、同じ深さの$n$体パウリ群から可換可観測物の完全集合を測るために、これらの$n$-qubitのファンアウト構成を用いる方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a practical recipe to transform any depth-$L$ block of CNOTs that prepares $n$-qubit GHZ states into an $n$-qubit fanout gate (multitarget-CNOT) of depth $2L-1$, without the need for ancilla qubits. Considering known logarithmic-depth circuits to prepare GHZ-states, this allows us to construct an $n$-qubit fanout gate with depth $2\log_2(n)-1$, reproducing previous ancillaless constructions. We employ our recipe to construct $n$-qubit fanout gates under heavy-hex connectivity restrictions, obtaining a depth of $O(n^{1/2})$, again reproducing previous complexity theory constructions. Using this recipe on the \textit{ibm\_fez} architecture yields a $156$-qubit fanout construction with depth $33$. Additionally, we show how to employ these $n$-qubit fanout constructions to measure complete sets of commuting observables from the $n$-body Pauli group with the same depth, allowing for efficient single-shot characterization of any GHZ-like state in a given known basis, e.g. fully characterizing a single copy of a $156$-qubit GHZ state using circuit depth $33$ in $\textit{ibm\_fez}$ (its preparation requires an additional depth of $17$).
• Abstract（参考訳）: 我々は,CNOTの深さブロックを$n$-qubit GHZ状態から$n$-qubit ファンアウトゲート (multitarget-CNOT) の深さ2L-1$に変換するための実用的なレシピを提案する。 GHZ状態を作成するための既知の対数深度回路を考えると、深さが2.2\log_2(n)-1$の$n$qubitのファンアウトゲートを構築でき、以前のアシラレス構造を再現することができる。 我々は、重いヘックス接続制限の下で$n$-qubitのファンアウトゲートを構築するためにレシピを使用し、深さ$O(n^{1/2})$を取得し、以前の複雑性理論の構成を再現する。 このレシピをtextit{ibm\_fez}アーキテクチャで使うと、156ドルのファンアウト構成になり、深さは33ドルになる。 さらに、この$n$-qubitのファンアウト構成を用いて、同じ深さの$n$ボディのパウリ群から可換な可観測物の完全な集合を計測し、任意のGHZのような状態の効率的な単一ショットキャラクタリゼーションを可能にし、例えば、回路深度$33$ in $\textit{ibm\_fez}$で156$-qubit GHZ状態の単一コピーをフルに特徴付ける。

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