Quantenchaos ist Quanten

Zeitstempel: 4. Mai 2021, 7:44 Uhr
Quellknoten: 844780

Lorenzo Leone1, Salvatore FE Oliviero1Du Zhou2,3und Alioscia Hamma1

1Physikabteilung, Universität von Massachusetts Boston, 02125, USA
2Schule für Physikalische und Mathematische Wissenschaften, Nanyang Technological University, 637371, Singapur
3Institut für Physik, Harvard University, Cambridge, Massachusetts 02138, USA

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Abstrakt

Es ist bekannt, dass eine Quantenschaltung auf $ N $ Qubits, die aus Clifford-Gates mit der Hinzufügung von $ k $ Nicht-Clifford-Gates besteht, auf einem klassischen Computer durch einen Algorithmus simuliert werden kann, der als $ text {poly} (N) exp (k skaliert ) $ [1]. Wir zeigen, dass es für eine Quantenschaltung zur Simulation des quantenchaotischen Verhaltens sowohl notwendig als auch ausreichend ist, dass $ k = Theta (N) $ ist. Dieses Ergebnis impliziert die Unmöglichkeit, ein Quantenchaos auf einem klassischen Computer zu simulieren.

Ausgewähltes Bild: $ mathit {Left} $: Schema der $ 4 $ -dotierten Clifford-Schaltung. $ mathit {Right} $: Detail von $ K_ {C_ {4}} $, einem einheitlichen Single-Qubit-Nicht-Clifford-Gate $ K $, das von einer Clifford-Schaltung $ C_ {4} $ nebeneinander entwickelt wurde. Es ist zu beachten, dass der durch diese Schaltungen gebildete Satz dem Satz von dotierten Clifford-Schaltungen äquivalent ist, dh Schaltungen, die aus Clifford-Einheiten $ C_ {i} $ bestehen, die mit Nicht-Clifford-Gattern mit einem Qubit $ K_ {i} $ durchsetzt sind.

► BibTeX-Daten

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Zitiert von

[1] Salvatore FE Oliviero, Lorenzo Leone und Alioscia Hamma, „Übergänge der Verschränkungskomplexität in zufälligen Quantenschaltungen durch Messungen“, arXiv: 2103.07481.

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Quelle: https://quantum-journal.org/papers/q-2021-05-04-453/

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