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对偶酉影子层析

量子物理 2025-07-30 v4 无序系统与神经网络 统计力学 数学物理 math.MP

摘要

我们引入了“对偶酉影子层析”(DUST),一种基于对偶酉砖墙电路的经典影子层析协议。为了量化 DUST 的性能,我们研究了一维量子比特系统中的算符展开和 Pauli 权重动力学,该系统由排列成砖墙结构并以测量层结束的随机双局域对偶酉门演化。我们通过推导 Pauli 权重转移矩阵的一般约束并专门针对对偶酉情况进行研究来做到这一点。值得注意的是,我们发现这些电路中的算符展开具有类似于相对论性量子场论的丰富结构,具有可以衰变或相互融合的无质量手征激发,我们将其称为左移子或右移子。我们开发了以 ρ(x,t)\rho(x,t) 表示的 Pauli 权重的平均场描述,它表示从固定权重分布开始,在位点 xx 和深度 tt 处具有非平凡支持的概率。我们开发了 ρ(x,t)\rho(x,t) 的状态方程,并使用蒙特卡罗模拟对其进行数值模拟。对于预测具有(几乎)完全支持的算符的任务,我们表明 DUST 优于同等深度的砖墙 Clifford 影子。这种优势在系统尺寸较小时更为显著,并且我们的结果通常对有限尺寸效应具有鲁棒性。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.01068,
  title  = {Dual-unitary shadow tomography},
  author = {Ahmed A. Akhtar and Namit Anand and Jeffrey Marshall and Yi-Zhuang You},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.01068},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in Quantum. 23 pages, 16 figures