論文の概要: Scalable Simulation of Quantum Measurement Process with Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.14029v1
• Date: Tue, 28 Jun 2022 14:21:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-07 10:14:07.328708
• Title: Scalable Simulation of Quantum Measurement Process with Quantum Computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いた量子計測プロセスのスケーラブルシミュレーション
• Authors: Meng-Jun Hu, Yanbei Chen, Yiqiu Ma, Xiang Li, Yubao Liu, Yong-Sheng Zhang, and Haixing Miao
• Abstract要約: 量子計測過程をエミュレートする量子ビットモデルを提案する。 1つのモデルは単一光子検出によって動機付けされ、もう1つはスピン測定によって動機付けされる。 我々はSchr"odinger cat-like状態を生成し、それに対応する量子回路を明示的に示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.14263204660076
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent development in quantum information sciences and technologies, especially building programmable quantum computers, provide us new opportunities to study fundamental aspects of quantum mechanics. We propose qubit models to emulate the quantum measurement process, in which the quantum information of a qubit is mapped to a collection of qubits acting as the measurement device. One model is motivated by single-photon detection and the other by spin measurement. Both models are scalable to generate Schr\"{o}dinger cat-like state, and their corresponding quantum circuits are shown explicitly. Large-scale simulations could be realized in near-term quantum computers, while classical computers cannot perform the same task efficiently. Due to the scalability of the models, such simulations can help explore the quantum-to-classical boundary, if exists, in the quantum measurement problem. Besides, our protocol to generate cat states may have important applications in quantum computing and metrology.
• Abstract（参考訳）: 近年の量子情報科学・技術の発展、特にプログラマブル量子コンピュータの構築は、量子力学の基礎的な側面を研究する新たな機会を提供する。 本稿では,量子計測装置として動作する量子ビットの集合に量子ビットの量子情報をマッピングする量子計測過程をエミュレートする量子ビットモデルを提案する。 1つのモデルは単一光子検出によって動機付けられ、もう1つはスピン測定によって動機づけられる。 どちらのモデルもスケーラブルでSchr\"{o}dinger cat-like状態を生成し、対応する量子回路を明示的に示す。 大規模シミュレーションは短期量子コンピュータでは実現可能であり、古典的コンピュータではそのタスクを効率的に実行できない。 モデルのスケーラビリティのため、そのようなシミュレーションは量子測定問題における量子-古典境界の探索に役立つ。 さらに, 猫の状態を生成するプロトコルは, 量子コンピューティングや気象学に重要な応用をもたらす可能性がある。

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