論文の概要: Scalable estimation of pure multi-qubit states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.05691v1
• Date: Mon, 12 Jul 2021 19:02:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 18:01:22.488118
• Title: Scalable estimation of pure multi-qubit states
• Title（参考訳）: 純多ビット状態のスケーラブル推定
• Authors: L. Pereira, L. Zambrano, and A. Delgado
• Abstract要約: 帰納的$n$-qubit純状態推定法を提案する。 提案手法は,他の推定法と比較して,キュービット数のスケーリングに非常に適している。 提案手法をIBMの量子プロセッサの1つで実験的に実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce an inductive $n$-qubit pure-state estimation method. This is based on projective measurements on states of $2n+1$ separable bases or $2$ entangled bases plus the computational basis. Thus, the total number of measurement bases scales as $O(n)$ and $O(1)$, respectively. Thereby, the proposed method exhibits a very favorable scaling in the number of qubits when compared to other estimation methods. Monte Carlo numerical experiments show that the method can achieve a high estimation fidelity. For instance, an average fidelity of $0.88$ on the Hilbert space of $10$ qubits is achieved with $21$ separable bases. The use of separable bases makes our estimation method particularly well suited for applications in noisy intermediate-scale quantum computers, where entangling gates are much less accurate than local gates. We experimentally demonstrate the proposed method in one of IBM's quantum processors by estimating 4-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger states with a fidelity close to $0.875$ via separable bases. Other $10$-qubit separable and entangled states achieve an estimation fidelity in the order of $0.85$ and $0.7$, respectively.
• Abstract（参考訳）: インダクティブな$n$-qubit 純粋状態推定法を提案する。 これは 2n+1$ の分離可能な基底または 2$ の絡み合った基底と計算基底の状態を射影的に測定することに基づいている。 したがって、測定基準の総数は、それぞれ$O(n)$と$O(1)$である。 そこで,提案手法は,他の推定手法と比較して,量子ビット数のスケーリングが極めて良好であることを示す。 モンテカルロの数値実験は、この手法が高い推定精度を達成することを示した。 例えば、ヒルベルト空間における平均忠実度は$10$ qubitsで$0.88$であり、分離可能なベースは$11$である。 分離可能な基底を用いることにより,この推定法は局所ゲートよりもはるかに精度が低いノイズの多い中間スケール量子コンピュータの応用に特に適している。 提案手法をIBMの量子プロセッサの1つで実験的に実証し,4量子ビットグリーンバーガー・ホーネ・ザイリンガー状態の分離可能な基底による忠実度を約0.875$と推定した。 他の$10-qubitの分離可能状態と絡み合った状態はそれぞれ$0.85$と$0.7$の順で推定忠実性を達成する。

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