論文の概要: Quantum Phase Processing: Transform and Extract Eigen-Information of
Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.14278v1
- Date: Wed, 28 Sep 2022 17:41:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-24 19:26:11.197316
- Title: Quantum Phase Processing: Transform and Extract Eigen-Information of
Quantum Systems
- Title（参考訳）: 量子位相処理:量子系の固有情報変換と抽出
- Authors: Xin Wang, Youle Wang, Zhan Yu, Lei Zhang
- Abstract要約: 量子位相処理」は、任意の三角変換をユニタリ作用素の固有位相に直接適用することができる。
量子位相処理は、単にアンシラ量子ビットを測定することで、量子システムの固有情報を取り出すことができる。
量子フーリエ変換を用いない新しい量子位相推定アルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.285979636513245
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computing can provide speedups in solving many problems as the
evolution of a quantum system is described by a unitary operator in an
exponentially large Hilbert space. Such unitary operators change the phase of
their eigenstates and make quantum algorithms fundamentally different from
their classical counterparts. Based on this unique principle of quantum
computing, we develop a new algorithmic framework "Quantum phase processing"
that can directly apply arbitrary trigonometric transformations to eigenphases
of a unitary operator. The quantum phase processing circuit is constructed
simply, consisting of single-qubit rotations and controlled-unitaries,
typically using only one ancilla qubit. Besides the capability of phase
transformation, quantum phase processing in particular can extract the
eigen-information of quantum systems by simply measuring the ancilla qubit,
making it naturally compatible with indirect measurement. Quantum phase
processing complements another powerful framework known as quantum singular
value transformation and leads to more intuitive and efficient quantum
algorithms for solving problems that are particularly phase-related. As a
notable application, we propose a new quantum phase estimation algorithm
without quantum Fourier transform, which requires the least ancilla qubits and
matches the best performance so far. We further exploit the power of our QPP
framework by investigating a plethora of applications in Hamiltonian
simulation, entanglement spectroscopy, and quantum entropies estimation,
demonstrating improvements or optimality for almost all cases.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、量子系の進化が指数関数的に大きいヒルベルト空間内のユニタリ作用素によって記述されるため、多くの問題を解決するためのスピードアップを提供することができる。
そのようなユニタリ作用素は固有状態の位相を変え、量子アルゴリズムを古典的なものと根本的に異なるものにする。
量子コンピューティングのこの一意な原理に基づき、ユニタリ作用素の固有位相に任意の三角変換を直接適用できる新しいアルゴリズムフレームワーク「量子位相処理」を開発した。
量子位相処理回路は単一の量子ビット回転と制御単位で構成され、通常は1つのアンシラ量子ビットのみを使用する。
位相変換の能力に加えて、特に量子位相処理は、アンシラ量子ビットを測定するだけで量子システムの固有情報を抽出することができ、間接計測と自然に互換性がある。
量子位相処理は量子特異値変換(quantum singular value transformation)として知られる別の強力なフレームワークを補完し、特に位相関係の問題を解くためのより直感的で効率的な量子アルゴリズムをもたらす。
顕著な応用として、量子フーリエ変換を必要としない新しい量子位相推定アルゴリズムを提案する。
さらに,ハミルトニアン・シミュレーション,エンタングルメント・スペクトロスコピー,量子エントロピー推定における多くの応用について検討し,ほぼすべてのケースにおいて改善や最適性を示すことにより,qppフレームワークのパワーをさらに活用する。
関連論文リスト
- Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - Unveiling quantum phase transitions from traps in variational quantum algorithms [0.0]
量子最適化と古典的機械学習を組み合わせたハイブリッドアルゴリズムを提案する。
従来の位相遷移の同定にはLASSO、トポロジカル遷移にはTransformerモデルを用いる。
我々のプロトコルは効率と精度を大幅に向上させ、量子コンピューティングと機械学習の統合における新たな道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-14T09:01:41Z) - Universal quantum computation using quantum annealing with the
transverse-field Ising Hamiltonian [0.0]
逆場イジング・ハミルトニアンを用いた普遍量子計算の実践的実装法を提案する。
我々の提案はD-Waveデバイスと互換性があり、大規模ゲートベースの量子コンピュータの実現の可能性を広げている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-29T12:47:29Z) - Hamiltonian Encoding for Quantum Approximate Time Evolution of Kinetic
Energy Operator [2.184775414778289]
時間進化作用素は、量子コンピュータにおける化学実験の正確な計算において重要な役割を果たす。
我々は、運動エネルギー演算子の量子化のための新しい符号化法、すなわち量子近似時間発展法(QATE)を提案している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-05T05:25:38Z) - Quantum algorithms: A survey of applications and end-to-end complexities [90.05272647148196]
期待されている量子コンピュータの応用は、科学と産業にまたがる。
本稿では,量子アルゴリズムの応用分野について検討する。
私たちは、各領域における課題と機会を"エンドツーエンド"な方法で概説します。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-04T17:53:55Z) - Zero and Finite Temperature Quantum Simulations Powered by Quantum Magic [1.5998200006932823]
短期量子デバイス上での多体ハミルトニアンのキャラクタリゼーションを改善するために,量子情報理論に着想を得た手法を提案する。
本稿では,デジタルおよびアナログ量子ハードウェア上でのゼロおよび有限温度自由エネルギー計算において,本プロトコルが大幅な性能向上をもたらすことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-22T17:59:41Z) - Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z) - An Amplitude-Based Implementation of the Unit Step Function on a Quantum
Computer [0.0]
量子コンピュータ上での単位ステップ関数の形で非線形性を近似するための振幅に基づく実装を提案する。
より先進的な量子アルゴリズムに埋め込まれた場合、古典的コンピュータから直接入力を受ける2つの異なる回路タイプを量子状態として記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-07T07:14:12Z) - Circuit Symmetry Verification Mitigates Quantum-Domain Impairments [69.33243249411113]
本稿では,量子状態の知識を必要とせず,量子回路の可換性を検証する回路指向対称性検証を提案する。
特に、従来の量子領域形式を回路指向安定化器に一般化するフーリエ時間安定化器(STS)手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-27T21:15:35Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。