論文の概要: Benchmarking Machine Learning Algorithms for Adaptive Quantum Phase Estimation with Noisy Intermediate-Scale Quantum Sensors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.06978v2
• Date: Tue, 17 Aug 2021 09:37:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-18 07:39:19.027384
• Title: Benchmarking Machine Learning Algorithms for Adaptive Quantum Phase Estimation with Noisy Intermediate-Scale Quantum Sensors
• Title（参考訳）: 雑音中規模量子センサを用いた適応量子位相推定のためのベンチマーク機械学習アルゴリズム
• Authors: Nelson Filipe Costa, Yasser Omar, Aidar Sultanov and Gheorghe Sorin Paraoanu
• Abstract要約: ノイズ非絡み合った量子ビットをセンサとして使用する場合、適応的手法を用いて量子位相推定の精度を高めることができることを示す。 ガウスとランダムテレグラフの変動を含むシナリオに関して、これらのスキームをベンチマークする。 我々は、光光子を用いたマッハ・ツェンダー干渉法や閉じ込められたイオン中のラムゼー干渉法など、実際の実験装置と関連する雑音に対するロバスト性について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum phase estimation is a paradigmatic problem in quantum sensing andmetrology. Here we show that adaptive methods based on classical machinelearning algorithms can be used to enhance the precision of quantum phase estimation when noisy non-entangled qubits are used as sensors. We employ the Differential Evolution (DE) and Particle Swarm Optimization (PSO) algorithms to this task and we identify the optimal feedback policies which minimize the Holevo variance. We benchmark these schemes with respect to scenarios that include Gaussian and Random Telegraph fluctuations as well as reduced Ramsey-fringe visibility due to decoherence. We discuss their robustness against noise in connection with real experimental setups such as Mach-Zehnder interferometry with optical photons and Ramsey interferometry in trapped ions,superconducting qubits and nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond.
• Abstract（参考訳）: 量子位相推定は、量子センシングと計量学におけるパラダイム的問題である。 本稿では,古典的機械学習アルゴリズムに基づく適応手法を用いて,ノイズ非エンタングル量子ビットをセンサとして使用する場合の量子位相推定精度を向上させることを示す。 本稿では,この課題に微分進化(DE)と粒子群最適化(PSO)アルゴリズムを適用し,ホレボの分散を最小化する最適フィードバックポリシーを同定する。 ガウスとランダム電信のゆらぎや、デコヒーレンスによるラムジー・フリンジの可視性低下などを含むシナリオに関して、これらのスキームをベンチマークする。 ノイズに対するロバスト性について,光子によるマッハ・ツェンダー干渉法,捕捉イオン中のラムゼイ干渉法,超導電性量子ビット,ダイヤモンド中の窒素空隙(nv)中心など,実際の実験的な設定と関連して検討する。

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