The stabilizer rank of a quantum state $\psi$ is the minimal $r$ such that $\left| \psi \right \rangle = \sum_{j=1}^r c_j \left|\varphi_j \right\rangle$ for $c_j \in \mathbb{C}$ and stabilizer states $\varphi_j$. The running time of several classical simulation methods for quantum circuits is determined by the stabilizer rank of the $n$-th tensor power of single-qubit magic states. We prove a lower bound of $\Omega(n)$ on the stabilizer rank of such states, improving a previous lower bound of $\Omega(\sqrt{n})$ of Bravyi, Smith and Smolin (arXiv:1506.01396). Further, we prove that for a sufficiently small constant $\delta$, the stabilizer rank of any state which is $\delta$-close to those states is $\Omega(\sqrt{n}/\log n)$. This is the first non-trivial lower bound for approximate stabilizer rank. Our techniques rely on the representation of stabilizer states as quadratic functions over affine subspaces of $\mathbb{F}_2^n$, and we use tools from analysis of boolean functions and complexity theory. The proof of the first result involves a careful analysis of directional derivatives of quadratic polynomials, whereas the proof of the second result uses Razborov-Smolensky low degree polynomial approximations and correlation bounds against the majority function.


翻译:量子状态 $\ psi 的稳定性值是最低值 $ 美元 = left\\\ psi \ rangle =\ sum \\ j= 1 r c_j\ left\ varphi_ j\ right\ rangle$ $ c_ j\ mathbb{ C} 美元 和 mathbb{ C} 美元 和 稳定值 $\ varphi_ j$ 。 量子电路的几种经典模拟方法运行时间由单子魔力状态 $n 的 10- sronor 的稳定性值确定。 我们看到, 美元 美元 = Omlegel2 值 = = rqrightr=n 这样的稳定值的较低值 值 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
79+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
184+阅读 · 2020年2月1日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年4月25日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月30日
A new non-linear instability for scalar fields
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月29日
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
6+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
9+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
17+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
9+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
13+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
19+阅读 · 10月15日
相关VIP内容
专知会员服务
79+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
184+阅读 · 2020年2月1日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年4月25日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员