論文の概要: The Power of Power-of-SWAP: Postselected Quantum Computation with the Exchange Interaction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.28527v1
• Date: Mon, 30 Mar 2026 14:53:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.456446
• Title: The Power of Power-of-SWAP: Postselected Quantum Computation with the Exchange Interaction
• Title（参考訳）: SWAPのパワー:交換相互作用を考慮したポストセレクト量子計算
• Authors: Jędrzej Burkat, Sergii Strelchuk, Michał Studziński,
• Abstract要約: 計算基底SPAMと等方性ハイゼンベルク交換相互作用のみを用いて量子計算を構成する交換量子多項式時間(XQP)回路を導入する。 我々は,XQPがBPPとBQPの中間位置を占めており,その効率的な乗算誤差シミュレーションが階層を第3レベルに崩壊させることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3823356975862005
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce Exchange Quantum Polynomial Time (XQP) circuits, which comprise quantum computation using only computational basis SPAM and the isotropic Heisenberg exchange interaction. Structurally, this sub-universal model captures decoherence-free subspace computation without access to singlet states. We show that XQP occupies an intermediate position between BPP and BQP, as its efficient multiplicative-error simulation would collapse the polynomial hierarchy to its third level. We further provide evidence that additive-error simulation of XQP would enable efficient additive-error simulation of arbitrary BQP computations. Remarkably, the restricted family of XQP circuits consisting solely of $\sqrt{\mathrm{SWAP}}$ gates remains hard to simulate to multiplicative error. We additionally prove that circuits generated by $\sqrt{\mathrm{SWAP}}$ gates are semi-universal, generate $t$-designs for the uniform distribution over $SU(2)$-invariant unitaries, and maximise the entangling power within XQP. Finally, we derive structural results linking computational basis states in XQP to the Gelfand-Tsetlin basis of the symmetric group, and expressing XQP output probabilities as partition functions of the six-vertex and Potts models. Our findings indicate that XQP circuits are naturally suited to near-term hardware and provide a promising platform for experimental demonstrations of quantum computational advantage.
• Abstract（参考訳）: 計算基底SPAMと等方性ハイゼンベルク交換相互作用のみを用いて量子計算を構成する交換量子多項式時間(XQP)回路を導入する。 構造的には、このサブユニバーサルモデルは、一重項状態にアクセスすることなくデコヒーレンスフリーな部分空間計算をキャプチャする。 XQP は BPP と BQP の中間位置を占めており、その効率的な乗算誤差シミュレーションは多項式階層を 3 レベルに崩壊させる。 さらに、XQPの加算エラーシミュレーションが任意のBQP計算の効率的な加算エラーシミュレーションを可能にすることを示す。 注目すべきは、$\sqrt{\mathrm{SWAP}}$ gatesのみからなる制限されたXQP回路の族は、乗法誤差をシミュレートすることが難しいことである。 さらに、$\sqrt{\mathrm{SWAP}}$ Gatesによって生成される回路は半ユニバーサルであり、$SU(2)$-不変ユニタリ上の均一分布に対して$t$-designsを生成し、XQP内のエンタングパワーを最大化する。 最後に、XQPの計算基底状態と対称群のゲルファント・テセリン基底をリンクし、XQP出力確率を6頂点およびポッツモデルの分割関数として表現する構造的結果を得る。 以上の結果から,XQP回路は短期ハードウェアに自然に適しており,量子計算の利点を実証する上で有望なプラットフォームとなることが示唆された。

関連論文リスト

• A Scalable Distributed Quantum Optimization Framework via Factor Graph Paradigm [46.08923284345648]
  分散量子最適化のための構造認識フレームワークを提案する。 検索スペースが$N$の場合、我々のフレームワークはプロセッサやセパレータに依存した要素に対して$O(sqrtN)$クエリ複雑性を達成する。 構造を考慮した分解は、量子ネットワーク上でのスケーラブルな分散量子最適化に実践的な道をもたらすことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-08T15:15:52Z)
• Shallow IQP circuit and graph generation [37.067444579637076]
  生成グラフモデルとして、浅い瞬時量子時間回路を導入する。 シミュレーションおよび大規模実験により, バイパルタイト分布とエルドホス-ルエニ分布について検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-07T14:28:56Z)
• Distributed Implementation of Variational Quantum Eigensolver to Solve QUBO Problems [0.0]
  本稿では分散アルゴリズムと変分量子固有解法(VQE)の実装について述べる。 DVQEは、分散方式で複数の量子処理ユニット(QPU)にまたがるパラメータ化量子回路の実行を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-24T17:55:07Z)
• Extending Quantum Perceptrons: Rydberg Devices, Multi-Class Classification, and Error Tolerance [67.77677387243135]
  量子ニューロモーフィックコンピューティング(QNC)は、量子計算とニューラルネットワークを融合して、量子機械学習(QML)のためのスケーラブルで耐雑音性のあるアルゴリズムを作成する QNCの中核は量子パーセプトロン(QP)であり、相互作用する量子ビットのアナログダイナミクスを利用して普遍的な量子計算を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-13T23:56:20Z)
• Parallel Quantum Computing Simulations via Quantum Accelerator Platform Virtualization [44.99833362998488]
  本稿では,量子回路実行の並列化モデルを提案する。 このモデルはバックエンドに依存しない機能を利用することができ、任意のターゲットバックエンド上で並列量子回路の実行を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-05T17:16:07Z)
• Fault-tolerant compiling of classically hard IQP circuits on hypercubes [34.225996865725605]
  我々は,量子サンプリング回路を実現するためのハードウェア効率,フォールトトレラントアプローチを開発した。 本研究では,D$D$IQP回路の硬さ解析とランダムサンプリングの検証のための第2モーメント特性の理論を開発した。 この結果から,特定のエラー訂正コードと現実的なハードウェアを備えた共構成可能なアルゴリズムにおいて,フォールトトレラントコンパイルが強力なツールとして注目されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-29T18:00:03Z)
• Polynomial-Time Classical Simulation of Noisy IQP Circuits with Constant Depth [0.5188841610098435]
  雑音の除去や非偏極化を行う任意のIQP回路の場合、出力分布は古典的コンピュータで効率的にサンプリング可能であることを示す。 我々は、IQP回路が対角ゲートの深い部分を持つという事実を利用して、ノイズが予測可能となり、回路内の絡み合いの大規模な分解を誘発する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-21T17:55:26Z)
• Quantum circuit compilation and hybrid computation using Pauli-based computation [0.0]
  パウリベースの計算(PBC)は、パウリ可観測物の適応的に選択された非破壊的な測定シーケンスによって駆動される。 本稿では,PBCを適応量子回路として実装する実用的な方法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-03T16:01:55Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)

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。