論文の概要: Quantum verification and estimation with few copies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.03860v2
- Date: Tue, 29 Mar 2022 13:56:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 20:14:19.134463
- Title: Quantum verification and estimation with few copies
- Title（参考訳）: 少ないコピーによる量子検証と推定
- Authors: Joshua Morris, Valeria Saggio, Aleksandra Go\v{c}anin and Borivoje
Daki\'c
- Abstract要約: 大規模絡み合ったシステムの検証と推定は、信頼性の高い量子情報処理にそのようなシステムを用いる際の大きな課題の1つである。
本稿では,資源の一定数(サンプリング複雑性)に着目し,任意の次元のシステムに適していることを示す。
具体的には、量子状態トモグラフィー(quantum state tomography)の概念とともに、エンタングルメント検出のために少なくとも1つのコピーだけを必要とする確率的フレームワークをレビューする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 63.669642197519934
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: As quantum technologies advance, the ability to generate increasingly large
quantum states has experienced rapid development. In this context, the
verification and estimation of large entangled systems represents one of the
main challenges in the employment of such systems for reliable quantum
information processing. Though the most complete technique is undoubtedly full
tomography, the inherent exponential increase of experimental and
post-processing resources with system size makes this approach infeasible even
at moderate scales. For this reason, there is currently an urgent need to
develop novel methods that surpass these limitations. This review article
presents novel techniques focusing on a fixed number of resources (sampling
complexity), and thus prove suitable for systems of arbitrary dimension.
Specifically, a probabilistic framework requiring at best only a single copy
for entanglement detection is reviewed, together with the concept of selective
quantum state tomography, which enables the estimation of arbitrary elements of
an unknown state with a number of copies that is low and independent of the
system's size. These hyper-efficient techniques define a dimensional
demarcation for partial tomography and open a path for novel applications.
- Abstract（参考訳）: 量子技術が進歩するにつれて、ますます大きな量子状態を生成する能力は急速に発展してきた。
この文脈において、大きな絡み合ったシステムの検証と推定は、信頼できる量子情報処理のためのシステムの導入における大きな課題の1つである。
最も完全な手法は完全なトモグラフィであるが、実験および後処理資源がシステムサイズで指数関数的に増加していることは、適度なスケールでも実現不可能である。
このため、現在、これらの制限を克服する新しい方法の開発が急務である。
本稿では,資源の一定数(サンプリング複雑性)に着目した新しい手法を提案し,任意の次元のシステムに適していることを示す。
具体的には、エンタングルメント検出のために少なくとも1つのコピーだけを必要とする確率的枠組みと、システムのサイズに依存しない多数のコピーを持つ未知の状態の任意の要素を推定できる選択的量子状態トモグラフィの概念について検討する。
これらの超効率的な手法は部分トモグラフィの次元境界を定義し、新しい応用への道を開く。
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