論文の概要: A variational toolbox for quantum multi-parameter estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.06303v1
• Date: Thu, 11 Jun 2020 10:10:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-16 00:49:50.582984
• Title: A variational toolbox for quantum multi-parameter estimation
• Title（参考訳）: 量子マルチパラメータ推定のための変分ツールボックス
• Authors: Johannes Jakob Meyer, Johannes Borregaard, Jens Eisert
• Abstract要約: 本稿では,変分パラメータを逐次更新してプローブの状態や測定を改善する汎用フレームワークを提案する。 次に,数値シミュレーションによるアプローチの実用的機能を示す。 ノイズ進化に対する一般パラメータシフト則の有効性を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7734726150561088
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: With an ever-expanding ecosystem of noisy and intermediate-scale quantum devices, exploring their possible applications is a rapidly growing field of quantum information science. In this work, we demonstrate that variational quantum algorithms feasible on such devices address a challenge central to the field of quantum metrology: The identification of near-optimal probes and measurement operators for noisy multi-parameter estimation problems. We first introduce a general framework which allows for sequential updates of variational parameters to improve probe states and measurements and is widely applicable to both discrete and continuous-variable settings. We then demonstrate the practical functioning of the approach through numerical simulations, showcasing how tailored probes and measurements improve over standard methods in the noisy regime. Along the way, we prove the validity of a general parameter-shift rule for noisy evolutions, expected to be of general interest in variational quantum algorithms. In our approach, we advocate the mindset of quantum-aided design, exploiting quantum technology to learn close to optimal, experimentally feasible quantum metrology protocols.
• Abstract（参考訳）: ノイズと中間スケールの量子デバイスのエコシステムが拡大する中で、その応用の可能性を探究することは、量子情報科学の急速に成長する分野である。 本研究では,このようなデバイスで実現可能な変分量子アルゴリズムが,量子メトロロジーの分野において中心となる課題である,ノイズ多パラメータ推定問題に対する近接光学プローブと測定演算子の同定に対処できることを実証する。 まず,変分パラメータの逐次更新によってプローブの状態や測定精度が向上し,離散的および連続的変数設定にも広く適用可能な汎用フレームワークを提案する。 次に,提案手法の実用的機能を示すために数値シミュレーションを行い,雑音環境下での標準手法に対してプローブと計測がいかに改善されるかを示す。 その過程で、変分量子アルゴリズムにおける一般的な関心を期待するノイズ進化に対する一般パラメータシフト則の有効性を証明した。 提案手法では,量子支援設計の考え方を提唱し,量子技術を利用して最適かつ実験的に実現可能な量子メトロジープロトコルを学習する。

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