論文の概要: Fourier-style Quantum State Tomography and Purity Measurement of a
Multi-qubit System from Bloch Rotations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.05860v1
- Date: Thu, 14 Jan 2021 20:38:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-15 04:55:42.978890
- Title: Fourier-style Quantum State Tomography and Purity Measurement of a
Multi-qubit System from Bloch Rotations
- Title(参考訳): ブロッホ回転によるフーリエ型量子状態トモグラフィと多量子ビット系の純度測定
- Authors: Yariv Yanay, Charles Tahan
- Abstract要約: 量子状態トモグラフィーと状態純度推定にランダム軸測定を適用することを検討する。
単パルスX/Y回転のみに依存する単純なプロトコルを提案する。
- 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: Quantum state tomography and other measures of the global properties of a
quantum state are indispensable tools in understanding many body physics
through quantum simulators. Unfortunately, the number of experimental
measurements of the system required to estimate these global quantities scales
exponentially with system size. Here, we consider the use of random-axis
measurements for quantum state tomography and state purity estimation. We
perform a general analysis of the statistical deviation in such methods for any
given algorithm. We then propose a simple protocol which relies on single-pulse
X/Y rotations only. We find that it reduces the basis of the exponential
growth, calculating the statistical variance to scale as
$\sum_{a,b}\left\lvert\Delta\rho_{ab}\right\rvert^{2}\sim 5^{N}/N_{\rm tot}$
for full tomography, and $\left(\Delta\mu\right)^{2}\sim 7^{N}/N_{\rm tot}^{2}$
for purity estimation, for $N$ qubits and $N_{\rm tot}$ measurements performed.
- Abstract(参考訳): 量子状態トモグラフィーやその他の量子状態のグローバルな性質の測定は、多くの体物理学を量子シミュレータを通して理解するのに不可欠である。
残念ながら、これらのグローバルな量の推定に必要なシステムの実験的な測定回数は、システムのサイズと指数関数的にスケールする。
ここでは、量子状態トモグラフィーと状態純度推定にランダム軸測定を用いることを検討する。
任意のアルゴリズムに対して,そのような手法における統計的偏差の一般解析を行う。
次に,単パルスX/Y回転のみに依存する単純なプロトコルを提案する。
指数的成長の基礎を減らし、スケールする統計的分散を$\sum_{a,b}\left\lvert\Delta\rho_{ab}\right\rvert^{2}\sim 5^{N}/N_{\rm tot}$ for full tomography, $\left(\Delta\mu\right)^{2}\sim 7^{N}/N_{\rm tot}^{2}$ for purity estimation, for $N$ qubits and $N_{\rm tot}$ measuredとして計算する。
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