論文の概要: Local quantum overlapping tomography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.03924v3
• Date: Tue, 7 Feb 2023 09:33:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-05 07:42:44.708009
• Title: Local quantum overlapping tomography
• Title（参考訳）: 局所量子重なりトモグラフィ
• Authors: Bruna G. M. Ara\'ujo, M\'arcio M. Taddei, Daniel Cavalcanti, Antonio Ac\'in
• Abstract要約: マルチボディシステムの完全な量子状態を再構築するには、システムサイズとともに指数関数的に成長する多数のパラメータを推定する必要がある。 パラダイム的な例は、与えられたサイズに制限された全ての状態を決定することを目的としているシナリオである。 重なり合うトモグラフィーは、各縮小状態の独立トモグラフィーを実行する際に得られるものよりもはるかに小さな積の測定値でこの問題に対処するための構成を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Reconstructing the full quantum state of a many-body system requires the estimation of a number of parameters that grows exponentially with system size. Nevertheless, there are situations in which one is only interested in a subset of these parameters and a full reconstruction is not needed. A paradigmatic example is a scenario where one aims at determining all the reduced states only up to a given size. Overlapping tomography provides constructions to address this problem with a number of product measurements much smaller than what is obtained when performing independent tomography of each reduced state. There are however many relevant physical systems with a natural notion of locality where one is mostly interested in the reduced states of neighboring particles. In this work, we study this form of local overlapping tomography. First of all, we show that, contrary to its full version, the number of product-measurement settings needed for local overlapping tomography does not grow with system size. Then, we present strategies for qubit and fermionic systems in selected lattice geometries. The developed methods find a natural application in the estimation of many-body systems prepared in current quantum simulators or quantum computing devices, where interactions are often local.
• Abstract（参考訳）: 多体系の完全な量子状態の再構築には、系の大きさで指数関数的に増加する多くのパラメータの推定が必要である。 しかしながら、これらのパラメータのサブセットのみに関心を持ち、完全な再構築を必要としない状況もある。 パラダイム的な例は、与えられたサイズまですべての還元状態を決定することを目的としたシナリオである。 重なり合うトモグラフィーは、各縮小状態の独立トモグラフィーを実行する際に得られるものよりもはるかに小さな積の測定値でこの問題に対処するための構成を提供する。 しかし、局所性という自然な概念を持つ関連する物理系は多く存在し、そこでは近傍の粒子の減少状態に主に関心がある。 本研究では,この形態の局所重複トモグラフィについて検討する。 まず, フルバージョンとは対照的に, 局所重畳トモグラフィに必要な製品計測設定の数は, システムサイズとともに増加しないことを示す。 次に、選択された格子幾何学における量子およびフェルミオン系の戦略を提案する。 提案手法は,現在の量子シミュレータや量子コンピューティングデバイスで作成された多体系の推定において,対話がしばしば局所的に行われるような自然な応用を見出す。

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