論文の概要: Measuring incompatibility and clustering quantum observables with a quantum switch

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.06210v4
• Date: Tue, 9 May 2023 08:07:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 16:33:18.317195
• Title: Measuring incompatibility and clustering quantum observables with a quantum switch
• Title（参考訳）: 量子スイッチによる非可逆性とクラスタリング量子観測性の測定
• Authors: Ning Gao, Dantong Li, Anchit Mishra, Junchen Yan, Kyrylo Simonov, Giulio Chiribella
• Abstract要約: 相互固有空間障害(MED)と呼ばれる不整合性の尺度を導入する。 MEDは、他の固有空間上で観測可能な鋭い観測値の測定によって引き起こされる乱れの量を定量化する。 我々は、未知のフォン・ノイマン測度をクラスタリングする教師なしアルゴリズムを提供することで、この応用を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2166853714891057
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The existence of incompatible observables is a cornerstone of quantum mechanics and a valuable resource in quantum technologies. Here we introduce a measure of incompatibility, called the mutual eigenspace disturbance (MED), which quantifies the amount of disturbance induced by the measurement of a sharp observable on the eigenspaces of another. The MED provides a metric on the space of von Neumann measurements, and can be efficiently estimated by letting the measurement processes act in an indefinite order, using a setup known as the quantum switch, which also allows one to quantify the noncommutativity of arbitrary quantum processes. Thanks to these features, the MED can be used in quantum machine learning tasks. We demonstrate this application by providing an unsupervised algorithm that clusters unknown von Neumann measurements. Our algorithm is robust to noise can be used to identify groups of observers that share approximately the same measurement context.
• Abstract（参考訳）: 不整合可観測物の存在は量子力学の基礎であり、量子技術における貴重な資源である。 ここでは、相互固有空間外乱(med)と呼ばれる非可逆性の尺度を導入し、他の固有空間上の鋭い可観測性の測定によって引き起こされる外乱量を定量化する。 MEDはフォン・ノイマン測度の空間に関する計量を提供しており、任意の量子過程の非可換性を定量化できる量子スイッチと呼ばれる設定を用いて、測定プロセスが不定順序で振る舞うことによって効率的に推定することができる。 これらの機能のおかげで、MEDは量子機械学習タスクで使用できる。 我々は、未知のフォン・ノイマン測度をクラスタリングする教師なしアルゴリズムを提供することで、この応用を実証する。 我々のアルゴリズムは、ほぼ同じ測定コンテキストを共有する観測者のグループを特定するために、ノイズに対して堅牢である。

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