論文の概要: Stochastic parameter-shift rule for quantum metrology with general Hamiltonians

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.01055v1
• Date: Sun, 3 Apr 2022 11:46:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-19 15:59:12.697771
• Title: Stochastic parameter-shift rule for quantum metrology with general Hamiltonians
• Title（参考訳）: 一般ハミルトニアンによる量子力学の確率的パラメータシフト則
• Authors: Le Bin Ho
• Abstract要約: 一般ハミルトニアンを用いて量子力学を研究するための量子回路に基づくアプローチを導入する。 パラメータ化ゲートの族の下では、我々のスキームは普遍量子コンピュータで実行することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recently, quantum metrology with multiplicative Hamiltonians has been proposed in the variational quantum algorithms, from which the estimation precision can be adaptively optimized via the variational circuits. For systems with general Hamiltonians, however, still lack these variational schemes. In this work, we introduce a quantum-circuit-based approach for studying quantum metrology with general Hamiltonians. We introduce the stochastic parameter-shift rule for the derivatives of the evolved quantum state under the parameterized gates in the circuit, whereby the quantum Fisher information can be obtained. Here the parameters are those we wish to estimate. We find that under the family of the parameterized gates, our scheme can be executed in universal quantum computers. Moreover, in the examples of the magnetic field estimation, we show the consistency between the results obtained from the stochastic parameter-shift rule and the exact results while the standard parameter-shift rule slightly deviates from the exact ones. Our work sheds new light for studying quantum metrology with general Hamiltonians using quantum circuit algorithms.
• Abstract（参考訳）: 近年,可変回路を用いて推定精度を適応的に最適化できる変分量子アルゴリズムにおいて,乗法ハミルトニアンの量子メトロロジーが提案されている。 しかし、一般的なハミルトニアン系では、これらの変分スキームが不足している。 本研究では,量子回路に基づく量子力学の研究手法を提案する。 本稿では、回路内のパラメータ化ゲート下で進化した量子状態の導関数に対する確率的パラメータシフト則を導入し、量子フィッシャー情報を得る。 ここでパラメータは、見積もりしたいパラメータです。 パラメータ化ゲートの族の下では、我々のスキームは普遍量子コンピュータで実行可能である。 さらに, 磁場推定の例では, 確率的パラメータシフト規則から得られた結果と, 標準パラメータシフト規則が正確な結果からわずかにずれている場合の正確な結果との一貫性を示す。 我々の研究は量子回路アルゴリズムを用いて一般ハミルトン派と量子力学を研究するための新しい光を放っている。

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