論文の概要: Adaptive quantum state tomography with iterative particle filtering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.12867v2
• Date: Wed, 15 Sep 2021 07:17:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 20:47:28.897043
• Title: Adaptive quantum state tomography with iterative particle filtering
• Title（参考訳）: 反復粒子フィルタリングを用いた適応量子状態トモグラフィ
• Authors: Syed Muhammad Kazim and Ahmad Farooq and Junaid ur Rehman and Hyundong Shin
• Abstract要約: 本稿では、任意の多ビット状態に対する非適応ベイズスキームと比較して、忠実性のスケーリングを改善する適応型粒子フィルタベースのQSTプロトコルを提案する。 IBM量子デバイスにおける数値的な例と実装は、任意の量子状態に対する性能の向上を実証している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.943024117353315
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Several Bayesian estimation based heuristics have been developed to perform quantum state tomography (QST). Their ability to quantify uncertainties using region estimators and include a priori knowledge of the experimentalists makes this family of methods an attractive choice for QST. However, specialized techniques for pure states do not work well for mixed states and vice versa. In this paper, we present an adaptive particle filter (PF) based QST protocol which improves the scaling of fidelity compared to nonadaptive Bayesian schemes for arbitrary multi-qubit states. This is due to the protocol's unabating perseverance to find the states's diagonal bases and more systematic handling of enduring problems in popular PF methods relating to the subjectivity of informative priors and the invalidity of particles produced by resamplers. Numerical examples and implementation on IBM quantum devices demonstrate improved performance for arbitrary quantum states and the application readiness of our proposed scheme.
• Abstract（参考訳）: いくつかのベイズ推定に基づくヒューリスティックは量子状態トモグラフィ(QST)を実行するために開発された。 地域推定器を用いて不確実性を定量化し、実験者の事前知識を含める能力は、この手法のファミリーをQSTにとって魅力的な選択にしている。 しかし、純粋な状態のための特殊な技術は混合状態に対してうまく機能しない。 本稿では,任意のマルチ量子ビット状態に対する非適応ベイズスキームと比較して忠実度を向上できる適応粒子フィルタ(pf)ベースのqstプロトコルを提案する。 これは、このプロトコルが国家の対角基底を見つけることの難しさと、情報的事前の主観性と再サンプリングによって生成される粒子の無効性に関連する一般的なPF法における永続的な問題に対するより体系的な処理によって生じる。 IBM量子デバイス上での数値例と実装により,任意の量子状態の性能向上と提案方式の適用性を示す。

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