論文の概要: Weak distillation of quantum resources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.25358v1
- Date: Thu, 26 Mar 2026 12:04:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-27 20:52:48.276036
- Title: Weak distillation of quantum resources
- Title(参考訳): 量子資源の弱蒸留
- Authors: Shinnosuke Onishi, Oliver Hahn, Ryuji Takagi,
- Abstract要約: 予測値推定から弱いシミュレータへ準確率ベースのプロトコルを持ち上げるための一般的なフレームワークを提供する。
提案手法は, 誤差緩和, 絡み込み蒸留, マジックステート蒸留など, 関連シナリオにおいて, はるかに少ないサンプルを必要とする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.7434305230842789
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Importance sampling based on quasi-probability decomposition is the backbone of many widely used techniques, such as error mitigation, circuit knitting, and, more generally, virtual quantum resource distillation, as it allows one to simulate operations that are not accessible in a given setting. However, this class of protocols faces a fundamental problem -- it only allows to estimate expectation values. Here, we provide a general framework that lifts any quasi-probability-based protocol from expectation value estimation to a weak simulator, realizing sampling from the desired distribution only using a restricted class of quantum resources. Our method runs with the sampling cost proportional to the negativity of the quasi-probability, in stark contrast to the naive estimation-based approach that requires a large number of samples even in the case of small negativity. We show that our method requires significantly fewer samples in a number of relevant scenarios, such as error mitigation, entanglement distillation and magic state distillation. Our framework realizes the weak simulation of quantum resources without actually distilling the state, introducing a new notion of quantum resource distillation.
- Abstract(参考訳): 準確率分解に基づく重要サンプリングは、エラー軽減、回路編み込み、より一般的には、特定の環境ではアクセスできない操作をシミュレートできる仮想量子リソース蒸留など、広く使われている多くの技法のバックボーンである。
しかしながら、この種のプロトコルは基本的な問題に直面します。
ここでは、期待値推定から弱いシミュレータへの準確率ベースのプロトコルを持ち上げ、制限された量子資源のクラスのみを用いて所望の分布からのサンプリングを実現するための一般的なフレームワークを提供する。
提案手法は, 擬似確率の負性率に比例するサンプリングコストを, 少ない負性率であっても多数のサンプルを必要とする, 単純推定に基づくアプローチとは対照的に, 提案手法を適用できる。
提案手法は, 誤差緩和, 絡み込み蒸留, マジックステート蒸留など, 関連シナリオにおいて, はるかに少ないサンプルを必要とすることを示す。
我々の枠組みは、実際に状態を蒸留することなく、量子資源の弱いシミュレーションを実現し、新しい量子資源蒸留の概念を導入している。
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