含噪声量子霸权的非自适应容错验证
量子物理
2019-07-17 v4
摘要
量子采样器被认为能够从经典方法难以采样的分布中进行高效采样。我们考虑一种受经典 Ising 模型启发的采样器。它是非自适应的，因此在实验上是易于实现的。在一个合理的猜想下，已知从该模型进行直至加性误差的经典采样是困难的。我们提出了一种基于陷阱的量子霸权验证方案，仅要求验证者制备单量子比特态。该验证在与原始采样器相同的模型（方格晶格）上进行，且仅有常数级开销。接下来，我们使用保持非自适应性的容错技术，以两种不同方式改进了我们的验证方案。第一种基于纠错，具有较低的开销，且与通用量子计算具有相同的阈值。第二种基于错误检测，具有较高的开销但具有改进的阈值（1.97%）。我们证明了在这两种方案中，直至加性误差的经典采样都可能是困难的。我们的结果适用于其他采样问题，如瞬时量子多项式时间（IQP）计算模型。它们还应有助于短期内实验演示量子霸权的尝试，并指导长期实验。
引用
@article{arxiv.1703.09568,
title = {Nonadaptive fault-tolerant verification of quantum supremacy with noise},
author = {Theodoros Kapourniotis and Animesh Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.09568},
year = {2019}
}
备注
33 pages, 11 figures, 3 theorems, 2 conjectures