論文の概要: Overlapped grouping measurement: A unified framework for measuring
quantum states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.13091v2
- Date: Thu, 12 Jan 2023 10:58:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-29 07:13:45.498633
- Title: Overlapped grouping measurement: A unified framework for measuring
quantum states
- Title（参考訳）: オーバーラップグルーピング測定:量子状態測定のための統一的枠組み
- Authors: Bujiao Wu, Jinzhao Sun, Qi Huang, and Xiao Yuan
- Abstract要約: 本稿では, 量子計測の統一的な枠組みを提案し, 高度測定手法を特別事例として取り入れた。
このスキームの直感的な理解は、測定を互換性のある測定値からなる互いに重なり合うグループに分割することである。
計算結果から,既存のスキームよりも大幅な改善が見られた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1166716158060104
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum algorithms designed for realistic quantum many-body systems, such as
chemistry and materials, usually require a large number of measurements of the
Hamiltonian. Exploiting different ideas, such as {importance sampling,}
observable compatibility, or classical shadows of quantum states, different
advanced measurement schemes have been proposed to greatly reduce the large
measurement cost. Yet, the underline cost reduction mechanisms seem distinct
from each other, and how to systematically find the optimal scheme remains a
critical challenge. Here, we address this challenge by proposing a unified
framework of quantum measurements, incorporating advanced measurement methods
as special cases. Our framework allows us to introduce a general scheme~ --
~overlapped grouping measurement, which simultaneously exploits the advantages
of most existing methods. An intuitive understanding of the scheme is to
partition the measurements into overlapped groups with each one consisting of
compatible measurements. We provide explicit grouping strategies and
numerically verify its performance for different molecular Hamiltonians with up
to 16 qubits. Our numerical result shows significant improvements over existing
schemes. Our work paves the way for efficient quantum measurement and fast
quantum processing with current and near-term quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 化学や材料のような現実的な量子多体系のために設計された量子アルゴリズムは通常、ハミルトニアンの多くの測定を必要とする。
可観測性、量子状態の古典的なシャドウなどの異なるアイデアを爆発させることにより、大きな測定コストを大幅に削減する様々な高度な測定スキームが提案されている。
しかし、コスト削減メカニズムは互いに異なるように思われ、最適なスキームを体系的に見つける方法が重要な課題である。
ここでは、量子計測の統一的な枠組みを提案し、高度測定手法を特殊なケースとして組み込むことにより、この問題に対処する。
我々のフレームワークは、既存の手法の利点を同時に活用する一般的なスキーム~〜〜オーバーラップされたグループ計測を導入できます。
このスキームの直感的な理解は、測定を互換性のある測定値からなる互いに重なり合うグループに分割することである。
16キュービットまでの異なる分子ハミルトニアンに対して,明示的なグループ化戦略を提供し,その性能を数値的に検証する。
我々の数値結果は既存のスキームよりも大幅に改善されている。
我々の研究は、現在および短期の量子デバイスを用いた効率的な量子計測と高速量子処理の道を開いた。
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