論文の概要: Noisy quantum amplitude estimation without noise estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.04258v3
• Date: Fri, 7 Jan 2022 02:11:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 00:54:49.868459
• Title: Noisy quantum amplitude estimation without noise estimation
• Title（参考訳）: ノイズ推定を伴わない雑音量子振幅推定
• Authors: Tomoki Tanaka, Shumpei Uno, Tamiya Onodera, Naoki Yamamoto, Yohichi Suzuki
• Abstract要約: 量子コンピューティング装置は、必然的に未知のノイズを発生させる。 確率分布モデルは、多くのノイズパラメータを組み込む必要がある。 目的の振幅パラメータのみに対する最大極大推定器を精度良く計算するために、ニュアンスパラメータの理論を適用した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7659943611104243
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Many quantum algorithms contain an important subroutine, the quantum amplitude estimation. As the name implies, this is essentially the parameter estimation problem and thus can be handled via the established statistical estimation theory. However, this problem has an intrinsic difficulty that the system, i.e., the real quantum computing device, inevitably introduces unknown noise; the probability distribution model then has to incorporate many nuisance noise parameters, resulting that the construction of an optimal estimator becomes inefficient and difficult. For this problem, we apply the theory of nuisance parameters (more specifically, the parameter orthogonalization method) to precisely compute the maximum likelihood estimator for only the target amplitude parameter, by removing the other nuisance noise parameters. That is, we can estimate the amplitude parameter without estimating the noise parameters. We validate the parameter orthogonalization method in a numerical simulation and study the performance of the estimator in the experiment using a real superconducting quantum device.
• Abstract（参考訳）: 多くの量子アルゴリズムは重要なサブルーチン、量子振幅推定を含む。 名前が示すように、これは本質的にパラメータ推定問題であり、確立された統計推定理論によって処理できる。 しかし、この問題は、システム、すなわち実際の量子コンピューティング装置が必然的に未知のノイズをもたらすという本質的な困難を抱えており、確率分布モデルは、多くの無意味なノイズパラメータを組み込む必要があり、最適な推定器の構築は非効率的で困難になる。 そこで本研究では, ニュアサンスパラメータ(特にパラメータ直交法)の理論を適用し, 他のニュアザンスノイズパラメータを除去し, 目標振幅パラメータのみの最大確率推定器を高精度に計算する。 すなわち,雑音パラメータを推定することなく振幅パラメータを推定できる。 数値シミュレーションにおいてパラメータ直交法を検証し,実超伝導量子デバイスを用いた実験における推定器の性能について検討した。

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