基于测量的通用盲量子计算中的相依校正


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通用盲量子计算中,自动器描述了一种基于测量的协议,该协议允许几乎经典的用户在量子服务器上执行任意计算,而几乎不透露有关计算内容的任何内容。

在协议描述中,作者提到了与每个量子位相关联的“依赖集”,这些依赖集应该通过确定性在单向模型中描述的某些方法来计算

但是,从阅读本文的过程中我还不清楚。

有人可以帮助澄清这个问题吗?

Answers:


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当然。依赖集来自“流”,在您链接的论文中确实进行了描述。但是,这可能对于我们需要的东西来说是过大的。

进行更正后的想法是确保在进行测量后,无论您在哪个分支中都使用相同的有效运算符。原则上做到这一点很简单。由于我们进行的所有测量都在XY平面中,因此对于状态|的特定量子位,获得1作为测量结果。ψ 产率相同的最终状态为上的状态下相同的量子位的相同的测量获得0 ž q | ψ 。因此,为了校正,用于获得1而不是0就足够了找到操作者Ç在输出状态,使得ž qÇ | ψq|ψZq|ψCZqC|ψ=|ψ

现在,这意味着是初始状态的稳定剂。一种用于状态稳定剂是简单地其具有状态与对应的本征值的本征向量的操作员+ 1ZqC+1

事实证明,这是非常容易枚举稳定剂组的发电机对任意一个图:对于每一个顶点在图ģ操作者X v Π nbgh {V} Ž 是图形状态,其中的稳定剂nbgh {v}表示的邻居vģ。因此,为了找到对测得的量子比特的校正,我们可以简单地选择一个与q相邻的量子比特对应的稳定器,并将其乘以Z q。这给出了一组XZvGXvinbgh{v}Zinbgh{v}vGqZqXZ 校正,当应用于输出状态时,如果测量结果反转,则得出的状态与过程的输出相等。

我们还需要一个进一步的要求,那就是校正集应该在的将来(即尚未测量)。显然,这限制了我们选择q的哪个邻居。在我们介绍的砖砌状态的情况下,这是唯一选择满足v是邻居q这是同一行中q但下一列。这听起来可能是任意的,但事实证明,这是满足我提到的条件的唯一选择。qqvqq

希望这能回答您的问题。

编辑为:您可以通过递归应用上述过程来传播正向校正,以便要测量的任何量子位的校正都将是X校正。然后,是否需要对特定的量子位进行X校正将取决于针对所有量子位的测量奇偶校验,对于这些量子位,校正算符在此位置包含X。要计算出该集合,最简单的方法是:只需为每个顶点计算校正算子,将所有Z算子传播到输出量子位,然后一旦找到这些算子,就可以确定哪些测量值会更改给定值现场。ZXXXZ


谢谢。因此,如果我正确理解,则在每次测量后,爱丽丝都会用她的随机密钥“解密”结果位,然后
安东尼奥·瓦莱里奥·

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@ user1749:对于基于度量的计算,这基本上是正确的,尽管通常人们喜欢将所有运算符移至输出,这需要在多个量子位上使用X运算符。在我们的协议中,Alice实际上并没有应用X校正,而是修改了qubit的测量角度(等效)。与其直接编写一个完全封闭的QC模拟器,不如先模拟一个简单的基于测量的计算,可能会更好。我们对流程的使用确实没有什么独特之处。ZXX
Joe Fitzsimons 2010年

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Dan Browne和Hans Briegel对MBQC进行了出色的介绍(arxiv.org/abs/quant-ph/0603226),与我们的论文相比,它们对这些想法的处理要明确得多(如果您未使用过的话,这可能是相当神秘的) MBQC之前)。我们对“砖砌”状态所做的只是一个简单的MBQC,由于技术原因,它无法在方格上完成。首先实现一个简单的MBQC,然后在其全部工作之后再将加密算法添加到顶部,这可能是最容易的。
Joe Fitzsimons 2010年

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不,您必须通过翻转该量子位的测量角度来吸收X校正。这是因为您可以将XY平面测量视为Z旋转后跟X测量。当X反换向Z时,这会翻转旋转角度的符号,并且由于X换乘X测量值,这就是您要做的全部。这就是在MBQC中对测量进行部分时间排序的原因:您需要确保所有需要根据特定量子位的测量结果来调整测量角度的量子位必须在该量子位之后进行测量。
Joe Fitzsimons 2010年

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最简洁的答案是不。在图状态下,每个顶点在稳定器的标准生成器中仅出现一次X,因此无法通过乘以生成器来抵消特定的X,因此通常无法这样做。Z算子对于每个顶点出现多次,因此通常可以取消。这引起流量和克流量。显然,您可以简单地将Hadamard应用于图状态中的每个量子位,这将互换Z和X,但是我想这不是您想要的。这些都不是我们协议所特有的,而是所有图状态计算的共同特征。
Joe Fitzsimons 2010年
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