論文の概要: Minimal informationally complete measurements for probability
representation of quantum dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.13727v2
- Date: Fri, 16 Oct 2020 04:30:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-13 04:41:27.721503
- Title: Minimal informationally complete measurements for probability
representation of quantum dynamics
- Title（参考訳）: 量子力学の確率表現のための最小情報完全測定
- Authors: V.I. Yashin, E.O. Kiktenko, A.S. Mastiukova, and A.K. Fedorov
- Abstract要約: 確率分布に作用する擬確率写像を用いて有限次元量子系の力学を記述する手法を提案する。
提案されたアプローチの重要な利点は、最小情報完全正の演算子値測度(MIC-POVM)が対称バージョン(SIC-POVM)と比較して構成しやすいことである。
MIC-POVMに基づく確率表現をデジタル量子コンピューティングモデルに適用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In the present work, we suggest an approach for describing dynamics of
finite-dimensional quantum systems in terms of pseudostochastic maps acting on
probability distributions, which are obtained via minimal informationally
complete quantum measurements. The suggested method for probability
representation of quantum dynamics preserves the tensor product structure,
which makes it favourable for the analysis of multi-qubit systems. A key
advantage of the suggested approach is that minimal informationally complete
positive operator-valued measures (MIC-POVMs) are easier to construct in
comparison with their symmetric versions (SIC-POVMs). We establish a
correspondence between the standard quantum-mechanical formalism and the
MIC-POVM-based probability formalism. Within the latter approach, we derive
equations for the unitary von-Neumann evolution and the Markovian dissipative
evolution, which is governed by the Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad
(GKSL) generator. We apply the MIC-POVM-based probability representation to the
digital quantum computing model. In particular, for the case of spin-$1/2$
evolution, we demonstrate identifying a transition of a dissipative quantum
dynamics to a completely classical-like stochastic dynamics. One of the most
important findings is that the MIC-POVM-based probability representation gives
more strict requirements for revealing the non-classical character of
dissipative quantum dynamics in comparison with the SIC-POVM-based approach.
Our results give a physical interpretation of quantum computations and pave a
way for exploring the resources of noisy intermediate-scale quantum (NISQ)
devices.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,有限次元量子系のダイナミクスを,最小情報完全量子測定によって得られる確率分布に作用する擬確率写像を用いて記述する手法を提案する。
量子力学の確率表現法はテンソル積構造を保存し,マルチキュービット系の解析に好適である。
提案手法の鍵となる利点は、最小情報完全正の演算子値測度(MIC-POVM)が対称バージョン(SIC-POVM)と比較して構成しやすいことである。
我々は,標準量子力学形式とMIC-POVMに基づく確率形式との対応性を確立する。
後者のアプローチでは、Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad (GKSL) 生成によって支配されるユニタリなフォン・ノイマン進化とマルコフ散逸進化の方程式を導出する。
MIC-POVMに基づく確率表現をデジタル量子コンピューティングモデルに適用する。
特に、スピン=1/2$の進化の場合、散逸的な量子力学から完全に古典的な確率力学への遷移を特定することを実証する。
最も重要な発見の1つは、MIC-POVMベースの確率表現は、SIC-POVMベースのアプローチと比較して、散逸的量子力学の非古典的な性質を明らかにするためのより厳密な要求を与えることである。
この結果は,量子計算の物理的解釈を与え,ノイズの多い中間規模量子(NISQ)デバイスの資源を探索する方法を舗装する。
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