影子泡利流：刻画含泡利测量的测量基量子计算中的确定性
量子物理
2025-01-15 v4
摘要
我们引入了一种刻画测量基量子计算（MBQC）中确定性的新表征。单向量子计算模型包括对由图表示的大型纠缠态执行局域测量。由于每次测量的非确定性，执行整体确定性计算需要一种校正策略。这种校正策略的存在性取决于底层的开图，开图是对资源态连同所执行测量基的描述。GFlow 是 MBQC 中鲁棒确定性的一种著名图形化表征，前提是每次测量都在布洛赫球某些特定平面内进行。尽管泡利测量在 MBQC 中无处不在，但当基于测量的量子计算涉及泡利测量时，GFlow 并非确定性的必要条件。Pauli Flow 被设计为 GFlow 的推广以处理含泡利测量的 MBQC，并保证鲁棒确定性，然而最近已证明它并非必要条件。我们的贡献有两部分。首先，我们证明 Pauli flow 在较弱意义下实际上是鲁棒确定性的必要条件：给定一个开图（即资源态），可以确定地驱动计算当且仅当它具有 Pauli flow。然而，Pauli flow 并不反映特定资源态上所有可能的校正策略，且诸如测量顺序或计算深度等性质不一定由 Pauli flow 反映。因此，为在完全一般性下刻画确定性，我们引入一种进一步扩展，称为 Shadow Pauli Flow（影子泡利流），我们证明其是鲁棒确定性的充要条件：一个 MBQC 是鲁棒确定性的当且仅当其校正策略与 Shadow Pauli flow 一致。此外，我们证明 Shadow Pauli flow 可在多项式时间内计算。
引用
@article{arxiv.2207.09368,
title = {Shadow Pauli Flow: Characterising Determinism in MBQCs involving Pauli Measurements},
author = {Mehdi Mhalla and Simon Perdrix and Luc Sanselme},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09368},
year = {2025}
}