論文の概要: A Variational Approach to the Quantum Separability Problem

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.01430v2
• Date: Thu, 17 Nov 2022 00:41:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-28 01:35:17.984493
• Title: A Variational Approach to the Quantum Separability Problem
• Title（参考訳）: 量子分離可能性問題に対する変分的アプローチ
• Authors: Mirko Consiglio, Tony John George Apollaro, Marcin Wie\'sniak
• Abstract要約: 任意の量子状態の最も近い分離状態 (CSS) をヒルベルト・シュミット距離 (HSD) に対して決定する変動分離性検証器 (VSV) を提案する。 以上の結果から,現在の雑音型中間規模量子(NISQ)デバイスは,VSVを用いた$NP$-hard完全分離性問題に対処するのに有用である可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present the variational separability verifier (VSV), which is a novel variational quantum algorithm (VQA) that determines the closest separable state (CSS) of an arbitrary quantum state with respect to the Hilbert-Schmidt distance (HSD). We first assess the performance of the VSV by investigating the convergence of the optimization procedure for Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states of up to seven qubits, using both statevector and shot-based simulations. We also numerically determine the (CSS) of maximally entangled multipartite $X$-states ($X$-MEMS), and subsequently use the results of the algorithm to surmise the analytical form of the aforementioned (CSS). Our results indicate that current noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices may be useful in addressing the $NP$-hard full separability problem using the VSV, due to the shallow quantum circuit imposed by employing the destructive SWAP test to evaluate the (HSD). The (VSV) may also possibly lead to the characterization of multipartite quantum states, once the algorithm is adapted and improved to obtain the closest $k$-separable state ($k$-CSS) of a multipartite entangled state.
• Abstract（参考訳）: ヒルベルト・シュミット距離 (hsd) に関して任意の量子状態の最も近い分離状態 (css) を決定する新しい変分的量子アルゴリズム (vqa) である変分分離性検証器 (vsv) を提案する。 我々はまず,GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)状態の最適化手順の収束を,ステートベクターとショットベースシミュレーションの両方を用いて,最大7キュービットのVSVの性能評価を行った。 また,最大絡み合ったマルチパーティイト$X$-states(X$-MEMS)の (CSS) を数値的に決定し,アルゴリズムの結果を用いて,前述の (CSS) の分析形式を推定する。 以上の結果から,現在の雑音型中規模量子(NISQ)デバイスは,破壊SWAPテストを用いてHSDの評価を行う浅部量子回路により,VSVを用いた$NP$-hard完全分離性問題に対処するのに有用である可能性が示唆された。 VSVはまた、アルゴリズムが適応されて改良されると、多部量子状態の最も近い$k$-分離可能な状態(k$-CSS)を得るために、多部量子状態の特徴づけにつながる可能性がある。

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