論文の概要: Shadow process tomography of quantum channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.03629v3
- Date: Tue, 9 Aug 2022 05:50:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 05:43:04.614341
- Title: Shadow process tomography of quantum channels
- Title（参考訳）: 量子チャネルのシャドープロセストモグラフィ
- Authors: Jonathan Kunjummen, Minh C. Tran, Daniel Carney, Jacob M. Taylor
- Abstract要約: 量子プロセストモグラフィーは、量子コンピュータの構築、量子ネットワークの実現、量子センサーの理解において重要な機能である。
量子状態に適用された最近のシャドウトモグラフィーの分野は、多くの測定値で状態に関する重要な情報を抽出できることを実証している。
我々は,シャドウ状態トモグラフィからシャドウプロセストモグラフィへの厳密な境界を直接適用するために,チョイ同型を用いる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6554326244334866
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum process tomography is a critical capability for building quantum
computers, enabling quantum networks, and understanding quantum sensors. Like
quantum state tomography, the process tomography of an arbitrary quantum
channel requires a number of measurements that scale exponentially in the
number of quantum bits affected. However, the recent field of shadow
tomography, applied to quantum states, has demonstrated the ability to extract
key information about a state with only polynomially many measurements. In this
work, we apply the concepts of shadow state tomography to the challenge of
characterizing quantum processes. We make use of the Choi isomorphism to
directly apply rigorous bounds from shadow state tomography to shadow process
tomography, and we find additional bounds on the number of measurements that
are unique to process tomography. Our results, which include algorithms for
implementing shadow process tomography enable new techniques including
evaluation of channel concatenation and the application of channels to shadows
of quantum states. This provides a dramatic improvement for understanding
large-scale quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 量子プロセストモグラフィーは、量子コンピュータの構築、量子ネットワークの実現、量子センサーの理解において重要な機能である。
量子状態トモグラフィーと同様に、任意の量子チャネルのプロセストモグラフィーは、影響を受ける量子ビット数に指数関数的にスケールする多くの測定を必要とする。
しかし、近年のシャドウトモグラフィーの分野は量子状態に適用され、多項式的に多くの測定しか行わない状態に関する鍵情報を抽出できることを実証している。
本研究では,影状態トモグラフィの概念を量子過程のキャラクタリゼーションの課題に適用する。
シャドウ状態トモグラフィからシャドウプロセストモグラフィへの厳密な境界を直接適用するためにchoi同型を用い、プロセストモグラフィに特有の測定値の数にさらなる境界を見つける。
シャドウプロセストモグラフィーを実装するアルゴリズムにより,チャネル結合の評価や,量子状態のシャドウへのチャネルの適用など,新たな手法が実現された。
これは大規模量子システムを理解するための劇的な改善をもたらす。
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