論文の概要: Efficient experimental characterization of quantum processes via
compressed sensing on an NMR quantum processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.13189v1
- Date: Mon, 27 Sep 2021 17:05:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-13 11:41:38.513241
- Title: Efficient experimental characterization of quantum processes via
compressed sensing on an NMR quantum processor
- Title（参考訳）: NMR量子プロセッサを用いた圧縮センシングによる量子プロセスの効率的な評価
- Authors: Akshay Gaikwad and Arvind and Kavita Dorai
- Abstract要約: 我々は、NMR量子プロセッサ上で真の量子プロセストモグラフィ(QPT)を実験的に実行するために、圧縮センシング(CS)アルゴリズムと、大幅に削減されたデータセットを用いる。
各種2量子および3量子ビット量子ゲートに対応するプロセス行列 $chi$ の推定値を得る。
また,3キュービットシステムに埋め込まれた2キュービットサブシステムの動的特性の低減を実験的に評価した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.291616110077346
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We employ the compressed sensing (CS) algorithm and a heavily reduced data
set to experimentally perform true quantum process tomography (QPT) on an NMR
quantum processor. We obtain the estimate of the process matrix $\chi$
corresponding to various two- and three-qubit quantum gates with a high
fidelity. The CS algorithm is implemented using two different operator bases,
namely, the standard Pauli basis and the Pauli-error basis. We experimentally
demonstrate that the performance of the CS algorithm is significantly better in
the Pauli-error basis, where the constructed $\chi$ matrix is maximally sparse.
We compare the standard least square (LS) optimization QPT method with the
CS-QPT method and observe that, provided an appropriate basis is chosen, the
CS-QPT method performs significantly better as compared to the LS-QPT method.
In all the cases considered, we obtained experimental fidelities greater than
0.9 from a reduced data set, which was approximately five to six times smaller
in size than a full data set. We also experimentally characterized the reduced
dynamics of a two-qubit subsystem embedded in a three-qubit system, and used
the CS-QPT method to characterize processes corresponding to the evolution of
two-qubit states under various $J$-coupling interactions.
- Abstract（参考訳）: nmr量子プロセッサ上での真の量子プロセストモグラフィー(qpt)を実験的に行うために,圧縮センシング(cs)アルゴリズムと大幅に縮小されたデータセットを用いる。
様々な2量子ゲートおよび3量子ビット量子ゲートに対応するプロセス行列 $\chi$ の推定値を得る。
csアルゴリズムは、標準パウリ基底とパウリ誤差基底という2つの異なる演算子基底を用いて実装されている。
構成した$\chi$行列が最大スパースであるパウリエラーベースでは,CSアルゴリズムの性能が著しく向上することが実験的に実証された。
標準最小二乗(LS)最適化QPT法とCS-QPT法を比較し、適切な基礎が選択された場合、CS-QPT法はLS-QPT法と比較して大幅に向上することを示した。
検討したすべてのケースにおいて,全データセットの約5倍から6倍の大きさの縮小データセットから0.9以上の実験忠実度を得た。
また,3量子系に埋め込まれた2量子ビットサブシステムのダイナミクスの低減を実験的に特徴付け,cs-qpt法を用いて様々な$j$-結合相互作用における2量子ビット状態の進化に対応するプロセスを特徴付ける。
関連論文リスト
- Block encoding by signal processing [0.0]
単位行列に対する量子特異値変換(QSVT)や量子固有値変換(QETU)といったQSPベースの手法がBEの実装に有効に利用できることを示す。
本稿では,QSVTアルゴリズムとQETUアルゴリズムと組み合わせて,格子ボソンに対するハミルトニアンの符号化をブロックするいくつかの例を示す。
QSVTをBEに使用すると、サイト毎のキュービット数で最高のゲートカウントスケーリングが得られるが、LOVE-LCUは最大$lesssim11$ qubitsの演算子に対して、他のすべてのメソッドよりも優れている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-29T18:00:02Z) - Evaluating Ground State Energies of Chemical Systems with Low-Depth
Quantum Circuits and High Accuracy [6.81054341190257]
我々は,Qubit Coupled Cluster (QCC) に基づく拡張型変分量子固有解器 (VQE) アンサッツを開発した。
我々は、IBM KolkataとQuantinuum H1-1の2つの異なる量子ハードウェア上で、拡張QCCアンサッツを評価する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-21T17:45:03Z) - QuIP: 2-Bit Quantization of Large Language Models With Guarantees [44.212441764241]
本研究では,大規模言語モデル(LLM)における学習後のパラメータ量子化について研究する。
Incoherence Processing (QuIP) を用いた量子化を導入する。これは、$textitincoherent$ weight と Hessian matrices から量子化が恩恵を受けるという知見に基づく新しい方法である。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-25T07:44:06Z) - Solving Oscillation Problem in Post-Training Quantization Through a
Theoretical Perspective [74.48124653728422]
ポストトレーニング量子化(PTQ)は、事実上最も効率的な圧縮手法の1つである。
我々は、PTQ法で見過ごされた振動問題について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-21T14:52:52Z) - Importance sampling for stochastic quantum simulations [68.8204255655161]
我々は、係数に応じてハミルトン式からサンプリングしてランダムな積公式を構築するqDriftプロトコルを導入する。
サンプリング段階における個別のシミュレーションコストを考慮し、同じ精度でシミュレーションコストを削減可能であることを示す。
格子核効果場理論を用いて数値シミュレーションを行った結果, 実験結果が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-12T15:06:32Z) - Gradient-descent quantum process tomography by learning Kraus operators [63.69764116066747]
離散および連続変数の量子システムに対して量子プロセストモグラフィー(QPT)を行う。
我々は、クラウス作用素を得るために、最適化中にいわゆるスティーフェル多様体に対して制約付き勾配-退化(GD)アプローチを用いる。
GD-QPTは、2量子ランダムプロセスを持つベンチマークにおいて、圧縮センシング(CS)と投影最小二乗QPT(PLS)の両方のパフォーマンスと一致する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-01T12:48:48Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Variational Quantum Optimization with Multi-Basis Encodings [62.72309460291971]
マルチバスグラフ複雑性と非線形活性化関数の2つの革新の恩恵を受ける新しい変分量子アルゴリズムを導入する。
その結果,最適化性能が向上し,有効景観が2つ向上し,測定の進歩が減少した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T20:16:02Z) - An Ensemble Approach for Compressive Sensing with Quantum [1.8477401359673713]
統計的アンサンブルのアイデアを活用して、量子アニールに基づくバイナリ圧縮センシングの品質を向上させる。
D-Wave 2000Q量子プロセッサを用いた実験により,提案したアンサンブル方式はペナルティパラメータの校正に敏感でないことが明らかとなった。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-08T15:32:22Z) - True experimental reconstruction of quantum states and processes via
convex optimization [4.291616110077346]
我々は、制約付き凸最適化(CCO)法を用いて、2量子NMR量子情報プロセッサ上で任意の量子状態と未知の量子過程を実験的に特徴づける。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-31T08:02:59Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。