Measurement-based quantum computation (MBQC) is a paradigm for quantum computation where computation is driven by local measurements on a suitably entangled resource state. In this work we show that MBQC is related to a model of quantum computation based on Clifford quantum cellular automata (CQCA). Specifically, we show that certain MBQCs can be directly constructed from CQCAs which yields a simple and intuitive circuit model representation of MBQC in terms of quantum computation based on CQCA. We apply this description to construct various MBQC-based Ans\"atze for parameterized quantum circuits, demonstrating that the different Ans\"atze may lead to significantly different performances on different learning tasks. In this way, MBQC yields a family of Hardware-efficient Ans\"atze that may be adapted to specific problem settings and is particularly well suited for architectures with translationally invariant gates such as neutral atoms.


翻译:测量基量子计算(MBQC)是一种量子计算范式,其计算过程通过在一组适当纠缠的量子资源态上进行局部测量来驱动。本文表明,MBQC与基于Clifford量子元胞自动机(CQCA)的量子计算模型存在关联。具体而言,我们证明某些MBQC可以直接从CQCA出发构建,这为MBQC提供了一种以CQCA为基础的量子计算电路模型表示,具有简洁直观的特性。我们应用该描述构建了多种基于MBQC的参数化量子电路Ansätze,并证明不同Ansätze在不同学习任务上可能表现出显著不同的性能。由此,MBQC生成了一系列硬件高效的Ansätze,可适应特定问题场景,尤其适用于具有平移不变门结构的量子架构(如中性原子系统)。

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