最终通用量子门集的界限

称一组n量子dit门Γ为“最终通用”的充要条件是:存在N0≥n,使得对于所有N≥N0,该门集中的电路可以任意精度逼近任何N量子dit酉算子。本研究中,研究人员改进了关于满足上述性质的最小N0的最佳已知上界。新的上界约为d^4n(其中d为局部维度,即“qudit”中的d),而先前上界约为d^8n。对于量子比特(d=2),该结果表明:若n量子比特门集具有最终通用性,则其作用于16n量子比特系统时即可展现通用性,而先前需要256n量子比特系统。换言之,若仅添加15n辅助量子比特(而非先前要求的255n辅助量子比特)无法使门集达到通用性,则无论添加多少辅助量子比特都无济于事。该工作证明基于有限线性群的不变量,以及对所有作为酉2设计的有限群的分类结果。

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提交arXiv: 2025-10-11 00:05

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