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Efficient self-testing system for quantum computations based on permutations

Chinese Physics B 2021年第4期30卷 61-73页

作者： Shuquan Ma Changhua Zhu Min Nie Dongxiao Quan State Key Laboratory of Integrated Services Networks Xidian UniversityXi'an 710071China Shaanxi Key Laboratory of Information Communication Network and Security Xi'an University of Posts&TelecommunicationsXi'an 710121China School of Communications and Information Engineering Xi'an University of Posts&TelecommunicationsXi'an 710121China

Verification in quantum computations is crucial since quantum systems are extremely vulnerable to the ***,verifying directly the output of a quantum computation is difficult since we know that efficiently simulating a large-scale quantum computation on a classical computer is usually thought to be *** overcome this difficulty,we propose a self-testing system for quantum computations,which can be used to verify if a quantum computation is performed correctly by *** basic idea is using some extra ancilla qubits to test the output of the *** design two kinds of permutation circuits into the original quantum circuit:one is applied on the ancilla qubits whose output indicates the testing information,the other is applied on all qubits(including ancilla qubits) which is aiming to uniformly permute the positions of all *** show that both permutation circuits are easy to *** this way,we prove that any quantum computation has an efficient self-testing *** the end,we also discuss the relation between our self-testing system and interactive proof systems,and show that the two systems are equivalent if the verifier is allowed to have some quantum capacity.

关键词： quantum computation verification self-testing systems complexity theory

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