Fugu-MT 論文翻訳(概要): Preparing approximate $N$-fold cat states with the phase space instruction set

論文の概要: Preparing approximate $N$-fold cat states with the phase space instruction set

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.07696v1
Date: Fri, 07 Aug 2026 18:38:41 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2026-08-11 19:16:36.479445
Title: Preparing approximate $N$-fold cat states with the phase space instruction set
Title（参考訳）: 位相空間命令セットによるおよそ$N$-fold cat状態の準備
Abstract要約: 普遍ゲート集合は、単純な状態の族を作るのに驚くほど非効率であることを示す。また、ボソニック回路を異なる普遍ゲート集合に変換することは極めて非効率であることを示す。
参考スコア（独自算出の注目度）: 12.338455427628562
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: The phase space instruction set is a continuous-variable universal gate set involving single-qubit rotations and qubit-dependent displacements on a single boson. Using these gates, we prove that a circuit depth $\mathrmΩ(\varphi(N))$ is necessary to approximately prepare a large $N$-fold rotationally invariant Schrödinger cat state; here $\varphi(N) \gtrsim N/\log\log N$ is the Euler totient function. A protocol saturating this asymptotic bound on circuit depth is obtained for every prime number $N$. This protocol has an asymptotically optimal runtime, when the gates are generated by Hamiltonian evolution. Our results provide a sharp example where a universal gate set is surprisingly inefficient at preparing a simple family of states, and further imply that converting bosonic circuits between different universal gate sets can be extremely inefficient.
Abstract（参考訳）: 位相空間命令セットは、単一クォービット回転と1つのボソン上のクォービット依存変位を含む連続可変普遍ゲートセットである。これらのゲートを用いて、回路深さ$\mathrmΩ(\varphi(N))$が、大きめの$N$-折りたたみ不変シュレーディンガー・キャット状態を作るのに必要であることが証明される。各素数$N$に対して、この漸近境界を回路深さで飽和させるプロトコルを得る。このプロトコルは、ハミルトン進化によってゲートが生成されるとき、漸近的に最適なランタイムを持つ。この結果は、単純な状態の族を作る際に、普遍ゲート集合が驚くほど非効率であり、さらに、異なる普遍ゲート集合間のボゾン回路の変換が極めて非効率であることを示すシャープな例を提供する。

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