論文の概要: Logical shadow tomography: Efficient estimation of error-mitigated observables

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.07263v1
• Date: Mon, 14 Mar 2022 16:42:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 03:29:33.972674
• Title: Logical shadow tomography: Efficient estimation of error-mitigated observables
• Title（参考訳）: 論理シャドートモグラフィ : 誤差緩和オブザーバブルの効率的な推定
• Authors: Hong-Ye Hu and Ryan LaRose and Yi-Zhuang You and Eleanor Rieffel and Zhihui Wang
• Abstract要約: 本稿では,雑音量子コンピュータ上での誤差緩和期待値を推定する手法を提案する。 本手法は, 雑音密度行列のメモリ効率の高い古典的再構成を実現するために, 論理状態のシャドウトモグラフィーを行う。 仮想蒸留とは対照的に,我々の手法は量子状態や量子メモリの追加コピーを使わずに密度行列のパワーを計算することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.659279774157255
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce a technique to estimate error-mitigated expectation values on noisy quantum computers. Our technique performs shadow tomography on a logical state to produce a memory-efficient classical reconstruction of the noisy density matrix. Using efficient classical post-processing, one can mitigate errors by projecting a general nonlinear function of the noisy density matrix into the codespace. The subspace expansion and virtual distillation can be viewed as special cases of the new framekwork. We show our method is favorable in the quantum and classical resources overhead. Relative to subspace expansion which requires $O\left(2^{N} \right)$ samples to estimate a logical Pauli observable with $[[N, k]]$ error correction code, our technique requires only $O\left(4^{k} \right)$ samples. Relative to virtual distillation, our technique can compute powers of the density matrix without additional copies of quantum states or quantum memory. We present numerical evidence using logical states encoded with up to sixty physical qubits and show fast convergence to error-free expectation values with only $10^5$ samples under 1% depolarizing noise.
• Abstract（参考訳）: ノイズ量子コンピュータ上での誤差緩和期待値を推定する手法を提案する。 本手法は論理状態のシャドウトモグラフィーを行い,ノイズ密度行列のメモリ効率の良い古典的再構成を実現する。 効率的な古典的後処理を用いることで、雑音密度行列の一般的な非線形関数を符号空間に投影することで誤差を軽減できる。 サブスペース膨張と仮想蒸留は、新しいフレームワークの特別な場合と見なすことができる。 本手法は,量子および古典的資源のオーバーヘッドにおいて好適であることを示す。 O\left(2^{N} \right)$サンプルを$[[N, k]$エラー訂正符号で論理パウリ観測可能と見積もる部分空間展開に対して、我々の手法は$O\left(4^{k} \right)$サンプルのみを必要とする。 仮想蒸留と比較して, 量子状態や量子メモリの追加コピーを必要とせず, 密度行列のパワーを計算できる。 最大60の物理量子ビットで符号化された論理状態を用いて数値的な証明を行い、1%の非分極雑音下で10^5$のサンプルで誤差のない期待値に高速収束することを示す。

関連論文リスト

• Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
  我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。 我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z)
• Maximum expectation of observables with restricted purity states [2.7624021966289605]
  実用的な量子情報処理(QIP)の評価は、ノイズによって課される限界を理解せずに部分的に行われている。 我々は、ノイズの多い量子状態の準備、検証、観察を行うための推定の必要性を満たす。 ノイズの多いシステムは、ノイズのないシステムよりも常に高い基底状態エネルギーを与えます。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-13T19:02:35Z)
• Quantum state tomography with tensor train cross approximation [84.59270977313619]
  測定条件が最小限であるような状態に対して、完全な量子状態トモグラフィが実行可能であることを示す。 本手法は,非構造状態と局所測定のための最もよく知られたトモグラフィー法よりも指数関数的に少ない状態コピーを必要とする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-13T17:56:28Z)
• Quantum Resources Required to Block-Encode a Matrix of Classical Data [56.508135743727934]
  回路レベルの実装とリソース推定を行い、古典データの高密度な$Ntimes N$行列をブロックエンコードして$epsilon$を精度良くすることができる。 異なるアプローチ間のリソーストレードオフを調査し、量子ランダムアクセスメモリ(QRAM)の2つの異なるモデルの実装を検討する。 我々の結果は、単純なクエリの複雑さを超えて、大量の古典的データが量子アルゴリズムにアクセスできると仮定された場合のリソースコストの明確な図を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-07T18:00:01Z)
• Minimax Optimal Quantization of Linear Models: Information-Theoretic Limits and Efficient Algorithms [59.724977092582535]
  測定から学習した線形モデルの定量化の問題を考える。 この設定の下では、ミニマックスリスクに対する情報理論の下限を導出する。 本稿では,2層ReLUニューラルネットワークに対して,提案手法と上界を拡張可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-23T02:39:04Z)
• A lower bound on the space overhead of fault-tolerant quantum computation [51.723084600243716]
  しきい値定理は、フォールトトレラント量子計算の理論における基本的な結果である。 振幅雑音を伴う耐故障性量子計算の最大長に対する指数的上限を証明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-31T22:19:49Z)
• How to simulate quantum measurement without computing marginals [3.222802562733787]
  量子状態$psi$を標準で計算するためのアルゴリズムを,古典的に記述し,解析する。 我々のアルゴリズムはサンプリングタスクを$n$-qubit状態のポリ(n)$振幅の計算に還元する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-15T21:44:05Z)
• Efficient Verification of Anticoncentrated Quantum States [0.38073142980733]
  準備可能な量子状態 $mu$ と古典的に指定されたターゲット状態 $tau$ の間に、忠実度 $F(mu,tau)$ を推定する新しい方法を提案する。 また,本手法のより洗練されたバージョンを提示する。このバージョンでは,高効率に準備可能な,かつ良好な量子状態が重要試料として使用される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-15T18:01:11Z)
• Virtual Distillation for Quantum Error Mitigation [0.6745502291821955]
  量子コンピュータは比較的高いレベルのノイズを持つため、有用な計算を行うのが困難である。 ノイズの多い状態のコピーを$M$でエンタングし、測定することで、エラーを軽減するための短期的フレンドリーな戦略を提案する。 仮想蒸留は, 数桁の誤差を抑えることができることを示すとともに, システムサイズが大きくなるにつれて, この効果がどのように拡張されるかを説明する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-13T18:58:31Z)
• Describing quantum metrology with erasure errors using weight distributions of classical codes [9.391375268580806]
  我々は、古典的な$[n,k,d]$二進ブロック符号に対応する構造を持つ量子プローブ状態について検討する。 これらのプローブ状態が古典場の未知の大きさを推定できるという究極の精度の限界を得る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-06T16:22:40Z)
• Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
  本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。 我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。 我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。