論文の概要: Classical Clifford+T Sampling without Computing Marginals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.06119v1
• Date: Wed, 04 Nov 2026 08:05:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-06 03:25:58.020366
• Title: Classical Clifford+T Sampling without Computing Marginals
• Title（参考訳）: 計算行列のない古典的クリフォード+Tサンプリング
• Abstract要約: 我々は, Clifford+T回路に対して, T-by-Tサンプリングと呼ばれる, 完全古典的サンプリングアルゴリズムを導入する。 Tカウントtを有する回路では、Tカウントが連続的に増加する回路の2t振幅を評価するためにサンプリングを削減する。 T-by-Tサンプリングは、Tゲートが大きなクリフォード計算に埋め込まれているレシエーションにおいて大きなスピードアップを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a new exact classical sampling algorithm for Clifford+T circuits, called T-by-T sampling. For a circuit with T-count t, it reduces sampling to evaluating 2t amplitudes of circuits with successively increasing T-counts 1,2,...,t, without the need to compute costly marginal probabilities. Crucially, the number of amplitude evaluations is completely independent of the surrounding Clifford structure. This makes T-by-T sampling well suited for use together with low-rank stabiliser decompositions, which enable efficient amplitude evaluations as long as the T-count is not too high. In that sense, T-by-T sampling is an improvement over the gate-by-gate sampling technique introduced by Bravyi, Gosset, and Liu (Phys. Rev. Lett. 128, 2022), where the number of amplitudes instead scales with the number of non-monomial operations such as Hadamard gates, which can remain large even in circuits with low stabiliser rank. Concretely, T-by-T sampling offers significant speedups in regimes where T gates are embedded within large Clifford computations. This makes it well suited for applications such as simulating quantum error correction experiments, which typically have lower T complexity but involve extensive Clifford operations and measurements. In particular, we show how T-by-T sampling allows us to take samples from recent end-to-end magic state cultivation circuits with escape up to distance 19 in a couple of seconds.
• Abstract（参考訳）: 我々は, Clifford+T回路に対して, T-by-Tサンプリングと呼ばれる, 完全古典的サンプリングアルゴリズムを導入する。 T数tを持つ回路では、コストのかかる限界確率を計算することなく、T数1,2,...,tが連続的に増加する回路の2t振幅を評価するまでサンプリングを削減する。 重要なことに、振幅評価の数は、周囲のクリフォード構造から完全に独立している。 これによりT-by-Tサンプリングは低ランク安定化器分解とともに使用に適しており、Tカウントが高すぎる限り、効率的な振幅評価が可能となる。 その意味で、T-by-Tサンプリングはブラヴィ、ゴセット、リューによって導入されたゲートバイゲートサンプリング技術(Phys. Rev. Lett. 128, 2022)の改善であり、代わりに振幅の数はアダマールゲートのような非モノミカルな操作の数に比例する。 具体的には、T-by-Tサンプリングは、Tゲートが大きなクリフォード計算に埋め込まれているレシエーションにおいて重要なスピードアップを提供する。 これは、一般にTの複雑さが低いが、クリフォードの広範な演算と測定を含む量子エラー補正実験のシミュレーションのような応用に適している。 特に,T-by-Tサンプリングにより,最近開発されたマジックステート培養回路のサンプルを,数秒で最大19個の距離で採取できることを示す。

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