在量子计算中如何定义魔术状态?


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引用伯爵·坎贝尔的这篇博客文章

魔术状态是一种特殊的成分或资源,它可使量子计算机比传统计算机运行得更快。

该博客文章中提到的一个有趣的示例是,对于单个量子位,除保利矩阵的本征态之外的任何状态都是魔术

如何更一般地定义这些魔术状态?是真的只是不是稳定器状态的任何状态,还是其他状态?

Answers:


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任何状态下,如果您有无限量的供应,当与完善的Clifford运算结合使用时,可以为您提供通用的量子计算。

标准示例是,如果您可以产生状态 (|0+eiπ/4|1)/2,则可以将其与Clifford运算结合使用,以应用 T 门(参见Nielsen和Chuang的图10.25),我们知道 T+ Clifford是通用的。

明确地说,在正在讨论的一个量子位情况下,我认为准确的说法是,不是保利算子本征态的任何态都是魔术。

真正的兴趣在于混合状态-特定魔术状态在不再成为魔术之前会有多大的噪声。这种理论认为,在容错情况下,克利福德(Clifford)操作通常相对容易(它们可以横向应用),并且正在创建一个很难的非克利福德门。它可以容忍的噪音越多,制造起来就越容易。

我相信我已经看到结果证明存在一些非魔幻混合状态,这些状态不是魔术,但是我不记得上面提到的那个参考。伯爵的论文是您想要阅读有关该主题的论文。

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