論文の概要: Borrowed Identities: Malleable Distillation Factories and a Unified Numerical Search
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.28518v1
- Date: Fri, 26 Jun 2026 18:14:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.589285
- Title: Borrowed Identities: Malleable Distillation Factories and a Unified Numerical Search
- Title（参考訳）: 浸出物:多価蒸留因子と統一された数値探索
- Abstract要約: 既存の蒸留工場を見つけるには、コード空間全体に正しく作用するゲートが必要である。
本稿では, 蒸留回路が単一入力状態におけるアイデンティティとして機能することのみを必要とする, より弱い借入同一性条件を導入する。
クリフォード階層の全てのレベルに一様に適用され、単一のレベルで異なるマジック状態を蒸留する工場を統一する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7373668896862152
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Magic-state distillation is one of the leading overheads in fault-tolerant quantum computation. Existing methods for finding distillation factories require a transversal gate to act correctly on the entire codespace, a constraint that limits both generality and search efficiency. We introduce a strictly weaker borrowed-identity condition, requiring only that the distillation circuit act as the identity on a single input state. It applies uniformly across all levels of the Clifford hierarchy and unifies, within a single level, factories that distill different magic states -- for example, the $|T\rangle$, $|CS\rangle$, and $|CCZ\rangle$ factories. A brute-force search over borrowed-identity circuits with two-group symmetry recovers, within the search range, all distance-2 factories known from code-construction approaches, including entangled-output and multi-output factories previously outside the scope of any single numerical search. This unification yields parent circuits that encode multiple factories, so the output magic-state type can be chosen at compile time rather than fixed by a hard-coded design. The framework also extends beyond CSS codes, unifying constructions, including synthillation and non-CSS catalytic factories, previously obtained by disparate approaches.
- Abstract（参考訳）: マジックステート蒸留は、フォールトトレラント量子計算における主要なオーバーヘッドの1つである。
既存の蒸留工場を見つけるには、汎用性と探索効率の両方を制限する制約であるコード空間全体を正しく動作させるために、トランスバーサルゲートが必要である。
本稿では, 蒸留回路が単一入力状態におけるアイデンティティとして機能することを条件として, より弱い借入同一性条件を導入する。
Clifford階層のすべてのレベルに一様に適用され、単一のレベルで異なるマジックステートを蒸留するファクトリ(例えば、$|T\rangle$, $|CS\rangle$, $|CCZ\rangle$ Factory)を統一する。
探索範囲内では、単一の数値探索の範囲外において、絡み合った出力および多出力工場を含むコード構成アプローチから知られている全ての距離2ファクトリを、2グループ対称性を持つ借りた同一性回路上のブルートフォースサーチが回復する。
この統一により、複数のファクトリをエンコードする親回路が生成されるため、出力のマジックステートタイプはハードコード設計によって固定されるのではなく、コンパイル時に選択できる。
このフレームワークはCSSコードを超えて拡張されており、以前は異なるアプローチで入手されていたシンチレーションや非CSS触媒ファクトリを含む構成を統一している。
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