恒定量子深度下的多元迹估计

恒定量子深度下的多元迹估计

时间戳记：10年2024月7日，凌晨56:XNUMX
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郭义辉1,2,3, 埃尼特考尔4,5, 和 Mark M. Wilde6,7

1麻省理工学院数学系，剑桥 MA 02139
2柏林自由大学达勒姆复杂量子系统中心，14195柏林，德国
3斯坦福大学信息系统实验室，帕洛阿尔托，CA 94305，美国
4思科量子实验室，美国洛杉矶
5滑铁卢大学量子计算研究所和物理与天文学系，加拿大安大略省滑铁卢 N2L 3G1
6康奈尔大学电气与计算机工程学院, Ithaca, New York 14850, USA
7路易斯安那州立大学赫恩理论物理研究所，物理与天文学系，计算与技术中心，巴吞鲁日，路易斯安那州 70803，美国

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抽象

有一种民间传说认为，需要深度 $Theta(m)$ 量子电路来估计 $m$ 密度矩阵乘积的迹（即多元迹），这是一个对于凝聚态和量子应用至关重要的子程序信息科学。受肖尔纠错方法的启发，我们通过为该任务构建恒定量子深度电路来证明这种信念过于保守。此外，我们的电路仅需要二维电路中的本地门——我们展示了如何在类似于 Google 的 $Sycamore$ 处理器的架构上以高度并行的方式实现它。凭借这些功能，我们的算法使多元迹估计的中心任务更接近近期量子处理器的功能。我们用一个定理来实例化后一个应用，该定理用“良好行为”多项式近似来估计量子态的非线性函数。

►BibTeX数据

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