論文の概要: Magic in quantum trajectory unravelings of noisy random quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.22318v1
• Date: Thu, 15 Oct 2026 17:51:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-17 06:09:33.246431
• Title: Magic in quantum trajectory unravelings of noisy random quantum circuits
• Title（参考訳）: ノイズランダム量子回路の量子軌道解法におけるマジック
• Abstract要約: 雑音量子回路の量子軌道展開における非安定化性(マジック)について検討する。 トラジェクティブ平均化マジックはクラウス作用素の状態に依存しない選択によって大幅に低減できることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.20391237204597365
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The quantum-trajectory description of a noisy quantum circuit is not unique: every Kraus representation of the noise channel defines a different unraveling, i.e., a different ensemble of pure states that averages to the same density matrix. While all unravelings share the same expectation values of observables, they generally differ in the amount of quantum resources carried by the individual trajectories. Here we study non-stabilizerness, or magic, quantified by the stabilizer Rényi entropy, in quantum-trajectory unravelings of Haar-random and $T$-doped random Clifford brickwork circuits subject to local dephasing noise of strength $p$. The canonical unraveling in terms of Pauli jumps is Clifford and leaves magic untouched, so that trajectories retain the Haar-random value of non-stabilizerness. Exploring the full two-parameter family of minimal unravelings, we find that the trajectory-averaged magic can be substantially reduced by a state-independent choice of Kraus operators, and that the optimal choice is not in general the projective-measurement unraveling, but a two-outcome generalized measurement in which the Kraus operators correspond to a weak measurement of the noisy qubit. The optimal unraveling reduces the extensive magic density of the trajectories by a $p$-dependent factor without altering its linear scaling with system size. At the same time, it produces a very broad distribution of magic over trajectories, with a sizable fraction of trajectories retaining Haar-random magic. Since the cost of stabilizer-based classical simulation grows exponentially with the magic of the state, these high-magic trajectories, rather than the average, control the simulation cost. Our results delineate the potential and the limitations of unraveling optimization as a route to the classical simulation of noisy quantum dynamics with stabilizer methods.
• Abstract（参考訳）: ノイズチャネルのすべてのクラウス表現は異なるアンラベリング、すなわち、同じ密度行列に平均する純状態の異なるアンサンブルを定義する。 すべての発見者は観測可能なものと同じ期待値を共有するが、一般に個々の軌道によって運ばれる量子資源の量が異なる。 ここでは、安定化器のレニイエントロピーによって定量化された非安定化器性(英語版)、または魔法(英語版)を、強度$p$の局所劣化雑音を受けるHaar-randomと$T$ドープランダムクリフォードブリックワーク回路の量子軌道展開において研究する。 パウリのジャンプにおける標準的な展開はクリフォード(Clifford)であり、魔法が触れられていないため、軌道は非安定性のハールランダム値を保持する。 最小な乱れの2パラメータの族を探索すると、トラジェクトリ平均化マジックはクラウス作用素の独立な状態選択によって著しく減少し、最適選択は一般的には射影測度展開ではなく、クラウス作用素がノイズキュービットの弱い測定に対応するような2利得一般化測定であることがわかった。 最適解法は、システムサイズで線形スケーリングを変更することなく、軌跡の広範囲なマジック密度を$p$依存因子によって低減する。 同時に、それは軌道上の非常に広い範囲の魔術を発生させ、ハール・ランドムの魔術を保った膨大な量の軌道を維持できる。 安定化器ベースの古典シミュレーションのコストは、状態の魔法によって指数関数的に増加するので、これらの高次軌道は平均ではなく、シミュレーションコストを制御する。 この結果から,安定化器法による雑音量子力学の古典的シミュレーションへの道筋として,解法最適化の可能性と限界が明らかにされた。

関連論文リスト

• Magic and entanglement in 1+1-dimensional SU(2) lattice gauge theory [37.724232080494424]
  絡み合いと非安定化性(マジック)は古典的な記述から2つの異なる量子系の離脱を定量化する。 1+1)次元のSU(2)格子ゲージ理論の基底状態のエンタングルメントエントロピーと安定化器レニイエントロピーを計算する。 g_star$で示されるクロスオーバーは、地上状態がより魔力に富んだ状態から、より魔力の少ない状態へと遷移するものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-06-08T18:00:00Z)
• Unitary discretization of the Koopman-von Neumann equation for quantum simulation of fluid and plasma dynamics [45.88028371034407]
  KvNフレームワークは、リウヴィル方程式をノルム保存、ユニタリ発展を伴うヒルベルト空間に埋め込む。 ワイル順序付きKvN発生器は実速度場に対するユニークな反エルミート作用素対称性として導出される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-05-18T23:27:02Z)
• Non-Local Magic Resources for Fermionic Gaussian States [0.0]
  絡み合いと魔法は、量子多体システムの複雑さを捉える基本的なリソースである。 局所ガウスユニタリ上でのフェルミオンガウス状態の非局所安定化エントロピーに対する閉形式表現を提案する。 この枠組みを用いて、様々な物理レジームにまたがるフェルミオン非局所魔法を特徴づける。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-04-29T18:00:00Z)
• Exponentially Accelerated Sampling of Pauli Strings for Nonstabilizerness [9.107796201474187]
  非安定化器によって定量化された量子魔法は、安定化器構造からの離脱を測定し、潜在的な量子スピードアップの基盤となる。 一般的な多体波動関数である$N$ qubitsに対して、安定化器のレニイエントロピーと安定化器のヌルティを正確に計算する効率的な古典的アルゴリズムを導入する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-02T17:37:04Z)
• Average-case quantum complexity from glassiness [45.57609001239456]
  グラスネス(Glassiness)は、物理学において、不安定な自由エネルギーの風景を特徴とする現象であり、安定な古典的アルゴリズムの難しさを意味する。 レプリカ対称性の破れに基づく標準的な量子ガラス性の概念は、ギブスサンプリングのための安定な量子アルゴリズムを妨げていることを証明している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-09T17:37:33Z)
• Bridging Entanglement and Magic Resources within Operator Space [0.0]
  LOEは常に、$T$-count, Unitary nullity, 演算子安定化器R'enyエントロピーの3つの異なるマジックモノトンによって上界にあることを示す。 この結果から, テンソルネットワーク法を用いてシミュレーションするコストがかかる演算子の進化は, 安定化器法とパウリトランケーション法の両方を用いて非効率でなければならないことが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-30T19:00:00Z)
• Classical Simulability of Quantum Circuits with Shallow Magic Depth [12.757419723444956]
  Clifford と $T$ を交互に行う量子回路の古典的シミュラビリティについて検討する。 驚いたことに、わずか1ドルのT$ゲートレイヤーの追加や、単にすべてのT$ゲートを$Tfrac12$に置き換えることで、Pauli評価タスクは、PからGapP完全への急激な複雑さの移行を明らかにしている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-20T18:00:00Z)
• Scalable noisy quantum circuits for biased-noise qubits [37.69303106863453]
  安定猫量子ビットの既存システムに動機づけられたビットフリップ誤差のみに影響されるバイアスノイズ量子ビットを考察する。 現実的なノイズモデルでは、位相フリップは無視できないが、Pauli-Twirling近似では、ベンチマークが最大106ドルのゲートを含む回路の正しさを確認できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-03T11:27:50Z)

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。