論文の概要: Ancilla-free implementation of generalized measurements for qubits
embedded in a qudit space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.07369v1
- Date: Mon, 14 Mar 2022 17:59:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 03:20:45.003476
- Title: Ancilla-free implementation of generalized measurements for qubits
embedded in a qudit space
- Title（参考訳）: qudit空間に埋め込まれた量子ビットの一般化測定のアンシラフリー実装
- Authors: Laurin E. Fischer, Daniel Miller, Francesco Tacchino, Panagiotis Kl.
Barkoutsos, Daniel J. Egger, Ivano Tavernelli
- Abstract要約: 本稿では, IC-POVM の一般クラスをアンシラ量子ビットなしで実装する方法を示す。
量子ビットがしばしば符号化されるキュディトの高次元ヒルベルト空間を利用する。
所要制御パルス列を開発し,超伝導トランスモン量子ビットの実現可能性を確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4680035572775534
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Informationally complete (IC) positive operator-valued measures (POVMs) are
generalized quantum measurements that offer advantages over the standard
computational basis readout of qubits. For instance, IC-POVMs enable efficient
extraction of operator expectation values, a crucial step in many quantum
algorithms. POVM measurements are typically implemented by coupling one
additional ancilla qubit to each logical qubit, thus imposing high demands on
the device size and connectivity. Here, we show how to implement a general
class of IC-POVMs without ancilla qubits. We exploit the higher-dimensional
Hilbert space of a qudit in which qubits are often encoded. POVMs can then be
realized by coupling each qubit to two of the available qudit states, followed
by a projective measurement. We develop the required control pulse sequences
and numerically establish their feasibility for superconducting transmon qubits
through pulse-level simulations. Finally, we present an experimental
demonstration of a qudit-space POVM measurement on IBM Quantum hardware. This
paves the way to making POVM measurements broadly available to quantum
computing applications.
- Abstract（参考訳）: 情報完全 (IC) 正の演算子評価測度 (POVM) は、量子ビットの標準的な計算基底の読み出しよりも有利な一般化量子測度である。
例えば、IC-POVMは演算子期待値の効率的な抽出を可能にする。
povmの測定は、通常、1つの追加のancilla qubitを各論理キュービットに結合して実装され、デバイスサイズと接続性に高い要求を課す。
本稿では,ancilla qubits を使わずに ic-povm の汎用クラスを実装する方法を示す。
量子ビットがしばしば符号化されるクディットの高次元ヒルベルト空間を利用する。
POVMは各キュービットを利用可能な2つのqudit状態に結合し、続いて射影測定によって実現される。
必要な制御パルス列を開発し,パルスレベルシミュレーションにより超伝導トランスモン量子ビットの実現可能性を確立する。
最後に,IBM Quantumハードウェア上でのqudit-space POVM測定実験について述べる。
これにより、量子コンピューティングアプリケーションでPOVM測定を広く利用できるようになる。
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