論文の概要: Random unitary circuits with constant spectral gap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.20919v1
- Date: Thu, 23 Jul 2026 04:56:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-24 18:26:25.289924
- Title: Random unitary circuits with constant spectral gap
- Title(参考訳): 一定のスペクトルギャップを持つランダムユニタリ回路
- Abstract要約: ユニタリ群$mathsfSU(2n)$ on $n$ qubits 上の以下のランダムウォークのスペクトルギャップに対する定数下界を証明する。
重要なことに、スペクトルギャップは$n$とは独立であり、$mathsfSU(2n)$のすべての有限次元ユニタリ表現に適用できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.34376560669160394
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We prove constant lower bounds for the spectral gap of the following random walks on unitary groups $\mathsf{SU}(2^n)$ on $n$ qubits. (i) Random Pauli Rotation: choose an $n$-qubit Pauli operator $P$ and an angle $θ\in \mathbb R / 2π\mathbb Z$, both uniformly at random, and apply $e^{\mathrm i θP}$. (ii) Brickwork Random Unitary Circuit: choose $n-1$ unitaries $U_{i}$ uniformly at random from $\mathsf{SU}(4)$ independently, and apply $U_{2j-1}$ on two qubits $2j-1, 2j$ and then $U_{2j}$ on two qubits $2j, 2j+1$. Importantly, the spectral gaps are independent of $n$ and apply for all finite dimensional unitary representations of $\mathsf{SU}(2^n)$ uniformly, including those that appear in unitary $t$-designs. We also prove analogous constant gap results for Clifford unitaries, which are indispensable for our result on Brickwork Random Unitary Circuit.
- Abstract(参考訳): 単位群上の以下のランダムウォークのスペクトルギャップに対する定数下界を、$n$ qubits 上で $\mathsf{SU}(2^n)$ で証明する。
(i)ランダムパウリ回転(Random Pauli Rotation):$n$-qubit Pauli 作用素 $P$ と角度 $θ\in \mathbb R / 2π\mathbb Z$ をランダムに選択し、$e^{\mathrm i θP}$ を適用する。
(ii) Brickwork Random Unitary Circuit: choose $n-1$ unitaries $U_{i}$ uniformly at random from $\mathsf{SU}(4)$, and apply $U_{2j-1}$ on two qubits $2j-1, 2j$ and then $U_{2j}$ on two qubits $2j, 2j+1$。
重要なことに、スペクトルギャップは$n$とは独立であり、$\mathsf{SU}(2^n)$のすべての有限次元ユニタリ表現に適用される。
また,Brickwork Random Unitary Circuit で得られた結果に欠かせないクリフォードユニタリに対して,類似の定数ギャップ結果も証明する。
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