論文の概要: Three-Qubit State Preparation: Classification and Explicit Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.00845v1
- Date: Sun, 01 Mar 2026 00:13:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-03 19:50:56.382602
- Title: Three-Qubit State Preparation: Classification and Explicit Circuits
- Title（参考訳）: 3量子状態準備:分類と明示回路
- Authors: Yonghae Lee, Taewan Kim,
- Abstract要約: 我々は、量子情報の3ビット純状態を4つのクラスに分割し、各クラスに対して明示的な回路を提供する。
従来の手法と比較して,回路は実用的に設計されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.240656101116879
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a deterministic framework for preparing an arbitrary three-qubit pure state. To leverage entanglement structure in the state-preparation task, we classify three-qubit pure states into five types with respect to a $1|2$ bipartition. Given a target state specified by its amplitudes, we provide concrete criteria and concurrence-based tests that determine its type. For each type, we derive an explicit circuit template composed of elementary single-qubit rotations and CNOT gates, with gate parameters determined systematically from the Schmidt decomposition. The full construction is described step by step from the target amplitudes, with no procedural ambiguity. As an application, we further group frequently encountered three-qubit pure states in quantum information into four classes and provide an explicit circuit for each class. Compared with prior approaches, our circuits are designed for practical use: they admit a direct algorithmic instantiation, use only CNOT gates between adjacent qubits, and for certain classes achieve smaller gate counts and circuit depth.
- Abstract（参考訳）: 任意の3ビットの純状態を作成するための決定論的枠組みを提案する。
状態準備タスクにおける絡み合い構造を活用するために、3量子純状態を1|2$の分割に関して5つのタイプに分類する。
その振幅によって指定された目標状態が与えられた場合、そのタイプを決定する具体的な基準とコンカレンスに基づくテストを提供する。
各タイプについて,Schmidt分解からゲートパラメータを系統的に決定し,基本1量子ビット回転とCNOTゲートからなる明示的な回路テンプレートを導出する。
完全な構成は、手続き的曖昧さのないターゲット振幅からステップバイステップで記述される。
応用として、量子情報の3ビット純状態が4つのクラスにしばしば遭遇し、各クラスに対して明示的な回路を提供する。
従来の手法と比較して,我々の回路は,直接的アルゴリズムのインスタンス化を認め,隣接するキュービット間のCNOTゲートのみを使用し,特定のクラスに対してより小さなゲート数と回路深さを達成するという,実用的な用途のために設計されている。
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