超越克利福德操作的非局域计算任务的等价性
非局域量子计算研究了两个合作玩家如何利用单轮同步量子通信和共享纠缠在分布式系统上实现信道。非局域量子计算在量子位置验证到量子引力等众多领域都有应用。近年来,人们认识到各类非局域量子计算任务之间的关系具有高度结构性:许多看似不同的任务通过归约相互关联,即一种任务的实现可用于高效实现第二种任务。这类似于复杂性理论中的归约概念,揭示了非局域量子计算任务的相对难度。该工作继续研究非局域量子计算任务之间的归约关系。研究人员聚焦于量子位置验证中最受关注的非局域量子计算实例,特别是涉及大规模经典输入和固定尺寸量子输入的实例,因为这些构成了位置验证方案中最可行的协议。在此设定下,该团队发现了非局域量子计算任务之间的许多新关系。例如,基于经典控制重向量子系统的最简单示例的协议,可推演出任意基下的受控单量子比特测量、任意克利福德酉算子的受控应用,甚至形如 \(U=C_1DC_0\) 的任意酉算子的受控应用(其中 \(D\) 为任意对角酉算子,\(C_0,C_1\) 为克利福德电路)。这意味着许多可行的位置验证方案在其纠缠成本上具有相同的渐近标度,因而具有相似的安全级别。作者的技巧借鉴了门隐形传态和基于测量的量子计算等领域的思路,为非局域量子计算带来了若干可能具有独立意义的新策略。

