論文の概要: Quantum state preparation without coherent arithmetic
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14892v1
- Date: Wed, 26 Oct 2022 17:48:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-21 13:04:32.896595
- Title: Quantum state preparation without coherent arithmetic
- Title(参考訳): コヒーレント算術のない量子状態準備
- Authors: Sam McArdle, Andr\'as Gily\'en, Mario Berta
- Abstract要約: 本稿では、いくつかの既知の関数によって振幅が与えられる量子状態を作成するための汎用的な方法を紹介する。
テンプレート量子固有値変換回路を用いて、正弦関数の低コストブロック符号化を所望の関数に変換する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.478764356647437
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a versatile method for preparing a quantum state whose
amplitudes are given by some known function. Unlike existing approaches, our
method does not require handcrafted reversible arithmetic circuits, or quantum
memory loads, to encode the function values. Instead, we use a template quantum
eigenvalue transformation circuit to convert a low cost block encoding of the
sine function into the desired function. Our method uses only 4 ancilla qubits
(3 if the approximating polynomial has definite parity), providing
order-of-magnitude qubit count reductions compared to state-of-the-art
approaches, while using a similar number of Toffoli gates if the function can
be well represented by a polynomial or Fourier approximation. Like black-box
methods, the complexity of our approach depends on the 'L2-norm
filling-fraction' of the function. We demonstrate the efficiency of our method
for preparing states commonly used in quantum algorithms, such as Gaussian and
Kaiser window states.
- Abstract(参考訳): 本稿では、振幅が既知の関数によって与えられる量子状態を作成するための汎用的手法を提案する。
既存の手法とは異なり、関数値を符号化するために手作りの可逆演算回路や量子メモリ負荷を必要としない。
代わりに、テンプレート量子固有値変換回路を用いて、正弦関数の低コストなブロック符号化を所望の関数に変換する。
近似多項式が一定のパリティを持つ場合、3 個のアンシラ qubit のみを使用し、最先端のアプローチと比較して桁数 qubit の減算を提供する一方、関数が多項式やフーリエ近似でよく表現できる場合、同様の数の toffoli ゲートを使用する。
black-box法と同様に、我々のアプローチの複雑さは関数の'l2-norm fill-fraction'に依存する。
ガウス窓状態やカイザー窓状態のような量子アルゴリズムでよく用いられる状態を作成するための手法の効率を実証する。
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