論文の概要: Quasiprobabilistic state-overlap estimator for NISQ devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.11618v1
• Date: Wed, 22 Dec 2021 01:51:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 20:32:15.179868
• Title: Quasiprobabilistic state-overlap estimator for NISQ devices
• Title（参考訳）: NISQデバイスに対する準確率的状態オーバーラップ推定器
• Authors: Leonardo Guerini, Roeland Wiersema, Juan Felipe Carrasquilla, and Leandro Aolita
• Abstract要約: 2つの量子状態の重なり合う状態という重要な概念は、量子シミュレータと量子コンピュータを検証し、相互に検証するための自然なツールを提供する。 ここでは,量子状態間の重なり合いを因子的準確率的表現に基づいて測定する実践的アプローチを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.39583175274885335
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: As quantum technologies mature, the development of tools for benchmarking their ability to prepare and manipulate complex quantum states becomes increasingly necessary. A key concept, the state overlap between two quantum states, offers a natural tool to verify and cross-validate quantum simulators and quantum computers. Recent progress in controlling and measuring large quantum systems has motivated the development of state overlap estimators of varying efficiency and experimental complexity. Here, we demonstrate a practical approach for measuring the overlap between quantum states based on a factorable quasiprobabilistic representation of the states, and compare it with methods based on randomised measurements. Assuming realistic noisy intermediate scale quantum (NISQ) devices limitations, our quasiprobabilistic method outperforms the best circuits designed for state-overlap estimation for n-qubit states, with n > 2. For n < 7, our technique outperforms also the currently best direct estimator based on randomised local measurements, thus establishing a niche of optimality.
• Abstract（参考訳）: 量子技術が成熟するにつれて、複雑な量子状態の準備と操作の能力をベンチマークするツールの開発がますます必要になる。 重要な概念である2つの量子状態間の状態重なりは、量子シミュレータと量子コンピュータの検証と相互評価のための自然なツールを提供する。 大規模量子システムの制御と測定の最近の進歩は、様々な効率と実験複雑性の状態重なり推定器の開発を動機付けた。 本稿では,この状態の因子的準確率的表現に基づいて量子状態間の重なりを計測するための実践的アプローチを示し,ランダム化測定に基づく手法と比較する。 現実的なノイズの多い中間スケール量子(nisq)デバイスの限界を仮定すると、この準確率的手法は n > 2 の n-量子ビット状態に対する状態オーバーラップ推定のために設計された最良の回路を上回る。 n < 7 の場合、この手法はランダム化された局所的な測定に基づく現在の最良の直接推定器よりも優れており、最適性のニッチが確立される。

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