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Magic of random matrix product states
Physical Review B ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-05-14 , DOI: 10.1103/physrevb.109.174207 Liyuan Chen 1, 2 , Roy J. Garcia 1 , Kaifeng Bu 1 , Arthur Jaffe 1
Physical Review B ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-05-14 , DOI: 10.1103/physrevb.109.174207 Liyuan Chen 1, 2 , Roy J. Garcia 1 , Kaifeng Bu 1 , Arthur Jaffe 1
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Magic, or nonstabilizerness, characterizes how far away a state is from the stabilizer states, making it an important resource in quantum computing, under the formalism of the Gotteman-Knill theorem. In this paper, we study the magic of the one-dimensional (1D) random matrix product states (RMPSs) using the -norm measure. We first relate the norm to the norm. We then employ a unitary four-design to map the norm to a 24-component statistical physics model. By evaluating partition functions of the model, we obtain a lower bound on the expectation values of the norm. This bound grows exponentially with respect to the qudit number , indicating that the RMPS is highly magical. Our numerical results confirm that the magic grows exponentially in the qubit case.
中文翻译:
随机矩阵乘积状态的魔力
魔力或非稳定态描述了一个态与稳定态的距离,使其成为戈特曼-尼尔定理形式下量子计算的重要资源。在本文中,我们使用以下公式研究一维 (1D) 随机矩阵乘积状态 (RMPS) 的魔力-标准测量。我们首先关联规范为规范。然后,我们采用统一的四设计来绘制24 分量统计物理模型的范数。通过评估模型的配分函数,我们获得了期望值的下界规范。这个界限相对于 Qudit 数量呈指数增长,表明RMPS 非常神奇。我们的数值结果证实,在量子比特的情况下,魔力呈指数级增长。
更新日期:2024-05-14
中文翻译:
随机矩阵乘积状态的魔力
魔力或非稳定态描述了一个态与稳定态的距离,使其成为戈特曼-尼尔定理形式下量子计算的重要资源。在本文中,我们使用以下公式研究一维 (1D) 随机矩阵乘积状态 (RMPS) 的魔力-标准测量。我们首先关联规范为规范。然后,我们采用统一的四设计来绘制24 分量统计物理模型的范数。通过评估模型的配分函数,我们获得了期望值的下界规范。这个界限相对于 Qudit 数量呈指数增长,表明RMPS 非常神奇。我们的数值结果证实,在量子比特的情况下,魔力呈指数级增长。