論文の概要: Efficient and robust estimation of many-qubit Hamiltonians
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.09567v2
- Date: Tue, 15 Nov 2022 15:35:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-12 15:54:33.142599
- Title: Efficient and robust estimation of many-qubit Hamiltonians
- Title（参考訳）: 多ビットハミルトニアンの効率的かつロバストな推定法
- Authors: Daniel Stilck Fran\c{c}a, Liubov A. Markovich, V. V. Dobrovitski,
Albert H. Werner, Johannes Borregaard
- Abstract要約: 量子力学系の相互作用と力学を特徴づけることは、量子技術の発展に欠かせない課題である。
マルチキュービットデバイスにおける基礎となるハミルトン力学と雑音を特徴付けるための効率的なプロトコルを提案する。
このプロトコルは、ハミルトニアンを学習するために並列化することができ、現在の量子デバイスと将来の量子デバイスの両方のキャラクタリゼーションに適用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Characterizing the interactions and dynamics of quantum mechanical systems is
an essential task in the development of quantum technologies. We propose an
efficient protocol based on the estimation of the time derivatives of few qubit
observables using polynomial interpolation for characterizing the underlying
Hamiltonian dynamics and Markovian noise of a multi-qubit device. For finite
range dynamics, our protocol exponentially relaxes the necessary time
resolution of the measurements and quadratically reduces the overall sample
complexity compared to previous approaches. Furthermore, we show that our
protocol can characterize the dynamics of systems with algebraically decaying
interactions. The implementation of the protocol requires only the preparation
of product states and single-qubit measurements. Furthermore, we develop a
shadow tomography method for quantum channels that is of independent interest.
This protocol can be used to parallelize to learn the Hamiltonian, rendering it
applicable for the characterization of both current and future quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 量子力学系の相互作用と力学を特徴づけることは、量子技術の発展に欠かせない課題である。
本稿では,多項式補間を用いた数キュービット観測器の時間微分推定に基づく効率的なプロトコルを提案し,マルチキュービット装置のハミルトンダイナミクスとマルコフノイズを特徴付ける。
有限範囲力学では,本プロトコルは測定に必要な時間分解能を指数関数的に緩和し,サンプル全体の複雑性を従来の手法に比べて4次的に低減する。
さらに,本プロトコルは,代数的減衰相互作用を持つ系のダイナミクスを特徴付けることができることを示した。
プロトコルの実装には、製品状態とシングルキュービットの測定のみが必要である。
さらに,独立した興味を持つ量子チャネルに対するシャドウトモグラフィー法を開発した。
このプロトコルは、ハミルトニアンを学ぶために並列化され、現在の量子デバイスと将来の量子デバイスの両方の特徴付けに適用できる。
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