Measurement-based quantum computation from Clifford quantum cellular automata

要約

測定ベースの量子計算 (MBQC) は、適切にもつれたリソース状態のローカル測定によって計算が駆動される量子計算のパラダイムです。
この研究では、MBQC が Clifford 量子セルラー オートマトン (CQCA) に基づく量子計算モデルに関連していることを示します。
具体的には、特定の MBQC が CQCA から直接構築され、CQCA に基づく量子計算の観点から MBQC のシンプルで直観的な回路モデル表現が得られることを示します。
この記述を適用して、パラメータ化された量子回路に対するさまざまな MBQC ベースの解答を構築し、異なる解答が異なる学習タスクで大幅に異なるパフォーマンスにつながる可能性があることを示します。
このようにして、MBQC は、特定の問題設定に適応できるハードウェア効率の高いアンサーのファミリーを生成し、中性原子などの並進不変ゲートを備えたアーキテクチャに特に適しています。

要約(オリジナル)

Measurement-based quantum computation (MBQC) is a paradigm for quantum computation where computation is driven by local measurements on a suitably entangled resource state. In this work we show that MBQC is related to a model of quantum computation based on Clifford quantum cellular automata (CQCA). Specifically, we show that certain MBQCs can be directly constructed from CQCAs which yields a simple and intuitive circuit model representation of MBQC in terms of quantum computation based on CQCA. We apply this description to construct various MBQC-based Ans\’atze for parameterized quantum circuits, demonstrating that the different Ans\’atze may lead to significantly different performances on different learning tasks. In this way, MBQC yields a family of Hardware-efficient Ans\’atze that may be adapted to specific problem settings and is particularly well suited for architectures with translationally invariant gates such as neutral atoms.

arxiv情報

著者 Hendrik Poulsen Nautrup,Hans J. Briegel
発行日 2023-12-20 16:54:05+00:00
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カテゴリー: cond-mat.str-el, cs.ET, cs.LG, quant-ph, stat.ML パーマリンク