We present efficient quantum circuits that implement high-dimensional unitary irreducible representations (irreps) of $SU(n)$, where $n \ge 2$ is constant. For dimension $N$ and error $ε$, the number of quantum gates in our circuits is polynomial in $\log(N)$ and $\log(1/ε)$. Our construction relies on the Jordan-Schwinger representation, which allows us to realize irreps of $SU(n)$ in the Hilbert space of $n$ quantum harmonic oscillators. Together with a recent efficient quantum Hermite transform, which allows us to map the computational basis states to the eigenstates of the quantum harmonic oscillator, this allows us to implement these irreps efficiently. Our quantum circuits can be used to construct explicit Ramanujan quantum expanders, a longstanding open problem. They can also be used to fast-forward the evolution of certain quantum systems.


翻译:我们提出了实现SU(n)(其中n≥2为常数)高维酉不可约表示的高效量子电路。对于维度N和误差ε,我们电路中的量子门数量在log(N)和log(1/ε)上呈多项式级。我们的构建依赖于Jordan-Schwinger表示,该表示允许我们在n个量子谐振子的希尔伯特空间中实现SU(n)的不可约表示。结合近期提出的高效量子埃尔米特变换(该变换可将计算基态映射到量子谐振子的本征态),我们得以高效实现这些不可约表示。我们的量子电路可用于构建显式的拉马努金量子扩展器,这是一个长期存在的开放问题。它们也可用于加速特定量子系统的演化过程。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于量子计算的问题优化》最新40页报告
专知会员服务
18+阅读 · 2月20日
【2022新书】给工程师的量子机器学习简介,204页pdf
专知会员服务
56+阅读 · 2022年5月22日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月12日
换个角度看GAN:另一种损失函数
机器之心
16+阅读 · 2019年1月1日
简述多种降维算法
算法与数学之美
11+阅读 · 2018年9月23日
超全总结:神经网络加速之量化模型 | 附带代码
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月16日
VIP会员
最新内容
《基于强化学习的自动化红队测试》
专知会员服务
3+阅读 · 7月23日
伊朗不对称防空战略的演进
专知会员服务
4+阅读 · 7月23日
对抗环境下超视距目标打击的情报支援
专知会员服务
10+阅读 · 7月22日
《无人机对海面作战影响评估》
专知会员服务
15+阅读 · 7月21日
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
7+阅读 · 7月20日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员