論文の概要: Quantum Amplitude Estimation in the Presence of Noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.14145v1
• Date: Thu, 25 Jun 2020 03:01:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 20:14:01.737091
• Title: Quantum Amplitude Estimation in the Presence of Noise
• Title（参考訳）: 雑音の存在下での量子振幅推定
• Authors: Eric G. Brown, Oktay Goktas, W.K. Tham
• Abstract要約: 量子振幅推定(Quantum Amplitude Estimation)は、Grover SearchやQuantum Monte-Carlo法など、いくつかの重要な量子アルゴリズムにおいて重要なサブルーチンである。 ノイズの多い量子デバイスでQAEを実装するための障害は、サブルーチンとして量子位相推定を実行する必要があることである。 提案手法では, 高精度なノイズ特性を考慮し, より深い回路で達成される理想的な性能とのトレードオフをバランスさせるスケジュールを選択する必要がある。
• 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: Quantum Amplitude Estimation (QAE) -- a technique by which the amplitude of a given quantum state can be estimated with quadratically fewer queries than by standard sampling -- is a key sub-routine in several important quantum algorithms, including Grover search and Quantum Monte-Carlo methods. An obstacle to implementing QAE in near-term noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices has been the need to perform Quantum Phase Estimation (QPE) -- a costly procedure -- as a sub-routine. This impediment was lifted with various QPE-free methods of QAE, wherein Grover queries of varying depths / powers (often according to a "schedule") are followed immediately by measurements and classical post-processing techniques like maximum likelihood estimation (MLE). Existing analyses as to the optimality of various query schedules in these QPE-free QAE schemes have hitherto assumed noise-free systems. In this work, we analyse QPE-free QAE under common noise models that may afflict NISQ devices and report on the optimality of various query schedules in the noisy regime. We demonstrate that, given an accurate noise characterization of one's system, one must choose a schedule that balances the trade-off between the greater ideal performance achieved by higher-depth circuits, and the correspondingly greater accumulation of noise-induced error.
• Abstract（参考訳）: 量子振幅推定(英: quantum amplitude estimation、qae)とは、与えられた量子状態の振幅を標準サンプリングより2倍少ないクエリで推定できる手法であり、グローバー探索や量子モンテカルロ法など、いくつかの重要な量子アルゴリズムの重要なサブルーチンである。 近未来のノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスでQAEを実装するための障害は、サブルーチンとして量子位相推定(QPE)を実行する必要があることである。 この障害はqeの様々なqpeフリーな方法によって持ち上げられ、様々な深さ/パワー(しばしば「スケジュール」による)のグローバークエリは、測定と最大確率推定(mle)のような古典的な後処理技術によって即座に追従される。 これらのQPEフリーQAEスキームにおける様々なクエリスケジュールの最適性に関する既存の分析は、ノイズフリーシステムを想定している。 そこで本研究では,nisqデバイスに不利な共通のノイズモデルの下でqpeフリーなqaeを分析し,雑音環境における各種クエリスケジュールの最適性について報告する。 システムのノイズ特性を精度良く評価すると、より深い回路によって達成される理想性能とノイズによるエラーの蓄積とのトレードオフをバランスさせるスケジュールを選択する必要があることを実証する。

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