論文の概要: Ancilla-free continuous-variable SWAP test
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.09923v2
- Date: Tue, 6 Sep 2022 23:07:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-24 10:06:11.242448
- Title: Ancilla-free continuous-variable SWAP test
- Title（参考訳）: アンシラフリー連続可変SWAP試験
- Authors: T. J. Volkoff and Yi\u{g}it Suba\c{s}{\i}
- Abstract要約: そこで本研究では, アシラレジスタを必要としない連続可変(CV)SWAPテストを提案し, 量子ビットに対するアシラフリーSWAPテストを一般化する。
このアンシラフリーCV SWAP試験では、演算基底測定を光子数分解測定に置き換える。
本研究では,アシラフリーCV SWAPテストを多くのモードに拡張し,量子アルゴリズムに適用する方法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a continuous-variable (CV) SWAP test that requires no ancilla
register, thereby generalizing the ancilla-free SWAP test for qubits. In this
ancilla-free CV SWAP test, the computational basis measurement is replaced by
photon number-resolving measurement, and we calculate an upper bound on the
error of the overlap estimate obtained from a finite Fock cutoff in the
detector. As an example, we show that estimation of the overlap of pure,
centered, single-mode Gaussian states of energy $E$ and squeezed in opposite
quadratures can be obtained to error $\epsilon$ using photon statistics below a
Fock basis cutoff $O(E\ln \epsilon^{-1})$. This cutoff is greatly reduced to $E
+ O(\sqrt{E}\ln \epsilon^{-1})$ when the states have rapidly decaying Fock
tails, such as coherent states. We show how the ancilla-free CV SWAP test can
be extended to many modes and applied to quantum algorithms such as variational
compiling and entanglement spectroscopy in the CV setting. For the latter we
also provide a new algorithm which does not have an analog in qubit systems.
The ancilla-free CV SWAP test is implemented on Xanadu's 8-mode photonic
processor in order to estimate the vacuum probability of a two-mode squeezed
state.
- Abstract（参考訳）: そこで本研究では, アシラレジスタを必要としない連続可変(CV)SWAPテストを提案し, 量子ビットに対するアシラフリーSWAPテストを一般化する。
このアンシラフリーCV SWAP試験では、演算基底測定を光子数分解測定に置き換え、検出器内の有限フォックカットオフから得られた重畳推定誤差の上限値を算出する。
例えば、エネルギーの純、中心、単モードのガウス状態の重なりを$E$で計算し、反対の次数で圧縮すると、フォック基底カットオフ$O(E\ln \epsilon^{-1})$以下の光子統計を用いて$\epsilon$を誤差にすることができる。
このカットオフは、状態がコヒーレント状態のようなフォックテールを急速に崩壊させたとき、大きく$e + o(\sqrt{e}\ln \epsilon^{-1})に還元される。
本研究では,アンシラフリーのCV SWAPテストを多くのモードに拡張し,CV設定における変分コンパイルや絡み合い分光といった量子アルゴリズムに適用する方法を示す。
後者については、量子ビットシステムにおけるアナログを持たない新しいアルゴリズムも提供します。
アンシラのないCV SWAPテストは、Xanaduの8モードフォトニックプロセッサ上で実施され、2モードの圧縮状態の真空確率を推定する。
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