論文の概要: Confidence polytopes for quantum process tomography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.04734v2
• Date: Tue, 18 Jan 2022 14:02:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 11:56:26.025205
• Title: Confidence polytopes for quantum process tomography
• Title（参考訳）: 量子プロセストモグラフィのための信頼度ポリトープ
• Authors: E.O. Kiktenko, D.O. Norkin, A.K. Fedorov
• Abstract要約: 本稿では、量子状態トモグラフィー(QST)に対する信頼性ポリトープアプローチの量子プロセストモグラフィー(QPT)の一般化を提案する。 提案手法は,QPT実験の結果に基づいて,未知の量子チャネルのChoi行列に対して,ポリトープ形式の信頼性領域を得ることを可能にする。
• 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: In the present work, we propose a generalization of the confidence polytopes approach for quantum state tomography (QST) to the case of quantum process tomography (QPT). Our approach allows obtaining a confidence region in the polytope form for a Choi matrix of an unknown quantum channel based on the measurement results of the corresponding QPT experiment. The method uses the improved version of the expression for confidence levels for the case of several positive operator-valued measures (POVMs). We then demonstrate how confidence polytopes can be employed for calculating confidence intervals for affine functions of quantum states (Choi matrices), such as fidelities and observables mean values, which are used both in QST and QPT settings. As we propose, this problem can be efficiently solved using linear programming tools. We also study the performance and scalability of the developed approach on the basis of simulation and experimental data collected using IBM cloud quantum processor.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,量子状態トモグラフィ (qst) に対する信頼度ポリトープ法を量子プロセストモグラフィ (qpt) に一般化する手法を提案する。 提案手法は,QPT実験の測定結果に基づいて,未知の量子チャネルのChoi行列に対するポリトープ形式の信頼性領域を得ることを可能にする。 本手法は,いくつかの正の演算子評価尺度 (POVM) の場合の信頼性レベルに対する式の改良版を使用する。 次に,量子状態 (Choi 行列) のアフィン関数に対する信頼区間を計算するために,QST と QPT の両方で使用される不確実性や観測可能な平均値などの信頼性ポリトープがいかに用いられるかを示す。 本稿では,この問題を線形プログラミングツールを用いて効率的に解くことができる。 また、IBMクラウド量子プロセッサを用いて収集したシミュレーションおよび実験データに基づいて、開発手法の性能と拡張性についても検討する。

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