Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2411.01880

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2411.01880 (quant-ph)
[提交于 2024年11月4日 ]

标题: 魔术态很少是优化最重要的资源

标题: Magic states are rarely the most important resource to optimize

Authors:Marco Fellous-Asiani, Hui Khoon Ng, Robert S. Whitney
摘要: 我们提出了一种缩放方法,用于评估嵌套容错量子计算所需的量子比特资源。 该方法给出了闭式表达式,即使在多层嵌套的情况下也保持简单,使其成为比较和最小化不同嵌套方案资源成本的理想工具。 我们随后用它来研究正常操作和魔术操作所需的资源。 在这里,魔术操作需要准备、验证和注入称为“魔术态”的复杂状态,而正常操作则不需要。 通常预期魔术操作将主导计算的物理资源需求(量子比特、门等),尽管这一预期对于表面码来说已被质疑。 我们的结果表明,对于典型的嵌套码,这一预期也是错误的,魔术操作很少是昂贵的。 我们给出了使用Steane纠错装置或旗量子比特方法的嵌套7量子比特方案的具体例子。 虽然影响所有操作的优化自然比仅影响魔术操作的优化更有效,但我们工作的惊人结论是,前者可以将成本降低几个数量级,而后者仅带来微小的减少。 考虑到有许多关于仅影响魔术操作的优化工作,这一点尤其令人惊讶。
摘要: We propose a scaling approach to evaluating the qubit resources required by concatenated fault-tolerant quantum computing. The approach gives closed-form expressions, which remain simple for multiple levels of concatenation, making it an ideal tool to compare and minimize the resource costs of different concatenation schemes. We then use it to study the resources required for normal and magic operations. Here, magic operations require the preparation, verification and injection of complicated states called "magic states", while normal operations do not. It is often expected that magic operations will dominate a computation's physical resource requirements (qubits, gates, etc.), although this expectation has been cast in doubt for surface codes. Our results show that this expectation is also wrong for typical concatenated codes, with magic operations rarely being costly. We give concrete examples for the concatenated 7-qubit scheme with Steane error-correction gadgets or a flag-qubits approach. While optimizations that affect all operations are naturally more effective than ones that affect only magic operations, the surprising conclusion of our work is that the former can reduce costs by several orders of magnitude whereas the latter contributes only marginal reductions. This is particularly surprising given the numerous works on optimizations that affect only magic operations.
评论: 43页(从5页的结果摘要开始),19幅图
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall)
引用方式: arXiv:2411.01880 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2411.01880v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.01880
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Robert Whitney S. [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2024 年 11 月 4 日 08:20:37 UTC (1,192 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
quant-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-11
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.mes-hall

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号