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Clifford算子对非稳定性与量子混沌的影响

量子物理 2026-03-11 v3 无序系统与神经网络 统计力学 高能物理 - 理论 混沌动力学

摘要

非稳定性(non-stabilizerness)以及纠缠是容错量子计算和实现真正量子优势的关键要素。尽管近期取得了一些进展,但对混合Clifford和非Clifford算子电路中非稳定性生成与热化过程的完整理解仍然尚未到位。虽然Clifford算子本身不会产生非稳定性,但它们与非Clifford门的相互作用可以显著影响通用量子电路中非稳定性动力学的总体表现。在本工作中,我们建立了最终非稳定性功效与单个非Clifford门功效之间的直接关系,这些门在随机Clifford算子交错的电路中发挥作用。通过利用这一结果,我们揭示了在通用电路中,非稳定性功效热化到其Haar平均值。作为前导,我们分析了两 qubit门,说明在可解析系统中的热化。扩展而言,我们探讨了算子空间非稳定性功效,并展示了其在物理模型中的行为。最后,我们检查了非稳定性功效在砖墙量子电路中量子混沌出现的作用。我们的工作阐明了非稳定性动力学如何演化和热化,从而为更好地理解量子计算资源及其在量子混沌中的作用作出贡献。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.14793,
  title  = {Impact of Clifford operations on non-stabilizing power and quantum chaos},
  author = {Naga Dileep Varikuti and Soumik Bandyopadhyay and Philipp Hauke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.14793},
  year   = {2026}
}

备注

14+17 pages, 7+3 figures; Accepted for publication in Quantum