論文の概要: Quantum-enhanced mean value estimation via adaptive measurement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15624v4
- Date: Sun, 1 Sep 2024 07:39:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-04 23:05:43.428923
- Title: Quantum-enhanced mean value estimation via adaptive measurement
- Title（参考訳）: 適応計測による量子平均値の推定
- Authors: Kaito Wada, Kazuma Fukuchi, Naoki Yamamoto,
- Abstract要約: 可観測物の平均値推定は量子コンピューティングアルゴリズムにおいて必須のサブルーチンである。
量子推定理論は、そのような推定器の最終的な精度を特定し、量子クラムエル・ラオ(QCR)下界、または等価に量子フィッシャー情報の逆数と呼ばれる。
多数の量子ビットの極限でQCRを飽和させる非偏極雑音環境における量子化平均値推定法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.39102514525861415
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum-enhanced (i.e., higher performance by quantum effects than any classical methods) mean value estimation of observables is a fundamental task in various quantum technologies; in particular, it is an essential subroutine in quantum computing algorithms. Notably, the quantum estimation theory identifies the ultimate precision of such an estimator, which is referred to as the quantum Cram\'{e}r-Rao (QCR) lower bound or equivalently the inverse of the quantum Fisher information. Because the estimation precision directly determines the performance of those quantum technological systems, it is highly demanded to develop a generic and practically implementable estimation method that achieves the QCR bound. Under imperfect conditions, however, such an ultimate and implementable estimator for quantum mean values has not been developed. In this paper, we propose a quantum-enhanced mean value estimation method in a depolarizing noisy environment that asymptotically achieves the QCR bound in the limit of a large number of qubits. To approach the QCR bound in a practical setting, the method adaptively optimizes the amplitude amplification and a specific measurement that can be implemented without any knowledge of state preparation. We provide a rigorous analysis for the statistical properties of the proposed adaptive estimator such as consistency and asymptotic normality. Furthermore, several numerical simulations are provided to demonstrate the effectiveness of the method, particularly showing that the estimator needs only a modest number of measurements to almost saturate the QCR bound.
- Abstract（参考訳）: 量子化(英: Quantum-enhanced)とは、様々な量子技術の基本的なタスクであり、特に量子計算アルゴリズムにおいて重要なサブルーチンである。
特に、量子推定理論は、そのような推定器の最終的な精度を識別するものであり、これは量子クラム{e}r-ラオ(QCR)と呼ばれる。
推定精度はこれらの量子技術システムの性能を直接決定するので、QCR境界を達成する汎用的で実用的な推定方法を開発することが要求される。
しかし、不完全条件下では、量子平均値に対する究極的で実装可能な推定器は開発されていない。
本稿では,多くの量子ビットの極限におけるQCR境界を漸近的に達成する脱分極雑音環境における量子化平均値推定法を提案する。
実用的な設定でQCRバウンドにアプローチするために、状態準備の知識を必要とせずに実装可能な振幅増幅と特定の測定を適応的に最適化する。
本稿では,適応推定器の整合性や漸近正規性などの統計的特性を厳密に解析する。
さらに,本手法の有効性を示す数値シミュレーションもいくつか実施されており,特にQCR境界をほぼ飽和させるためには,推定器が最低限の測定値しか必要としないことを示す。
関連論文リスト
- Adaptive measurement strategy for noisy quantum amplitude estimation with variational quantum circuits [0.3148661669593152]
本稿では,不特定強度の非偏極雑音の存在下での振幅推定について検討する。
我々は,提案手法が量子クラム・ラオ境界(QCRB)をほぼ達成できることを数値的に示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-24T03:15:56Z) - Entanglement cost of realizing quantum processes [5.086696108576776]
我々は、任意の量子プロセスを実現するのに必要な絡み合いの量を確実に推定する効率的な計算ツールを開発する。
我々のツールは、以前の方法の制限を超越して、政権内の幅広い量子状態の準備に必要な絡み合いに適用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-17T17:07:26Z) - Potential and limitations of quantum extreme learning machines [55.41644538483948]
本稿では,QRCとQELMをモデル化するフレームワークを提案する。
我々の分析は、QELMとQRCの両方の機能と限界をより深く理解するための道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-03T09:32:28Z) - Improved maximum-likelihood quantum amplitude estimation [0.0]
量子推定は、量子強化モンテカルロシミュレーションや量子機械学習など、多数の強力な量子アルゴリズムにおいて重要なサブルーチンである。
本稿では,最大形量子振幅推定 (MLQAE) の解析をさらに深め,量子回路深度が制限されるシナリオを含むより規範的な形式にアルゴリズムを配置する。
次に,この問題を克服するアルゴリズムの修正を提案し,数値的に検証し,近・中期量子ハードウェアにおける実用的サブルーチンとしての有用性をさらに高める。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-07T17:30:37Z) - Improved Quantum Algorithms for Fidelity Estimation [77.34726150561087]
証明可能な性能保証を伴う忠実度推定のための新しい,効率的な量子アルゴリズムを開発した。
我々のアルゴリズムは量子特異値変換のような高度な量子線型代数技術を用いる。
任意の非自明な定数加算精度に対する忠実度推定は一般に困難であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-30T02:02:16Z) - Reducing the cost of energy estimation in the variational quantum
eigensolver algorithm with robust amplitude estimation [50.591267188664666]
量子化学と材料は、量子コンピューティングの最も有望な応用の1つである。
これらの領域における産業関連問題とそれを解決する量子アルゴリズムとの整合性については、まだ多くの研究が続けられている。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-14T16:51:36Z) - 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) - Efficient criteria of quantumness for a large system of qubits [58.720142291102135]
大規模部分量子コヒーレント系の基本パラメータの無次元結合について論じる。
解析的および数値計算に基づいて、断熱進化中の量子ビット系に対して、そのような数を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T23:50:05Z) - Efficient qubit phase estimation using adaptive measurements [0.0]
物理系の量子位相を推定することは、量子パラメータ推定理論における中心的な問題である。
量子位相を推定する現在の方法では、量子クラム・ラオ境界に達することができない。
この問題を回避するために,共変量測定に基づく新しい適応方式を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T02:43:47Z) - Estimation of pure quantum states in high dimension at the limit of
quantum accuracy through complex optimization and statistical inference [0.0]
量子トモグラフィーは、量子状態、プロセス、デバイスを評価するための重要なツールとなっている。
単一2次元量子系適応法の混合状態の場合, 林, ギル, マッサーによる理論的精度限界を達成するために, 最近導入されている。
本稿では、適応トモグラフィー法を提案し、数値シミュレーションを通して、高次元の純量子状態の基本的な精度にアプローチすることは困難であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-02T21:33:16Z) - Direct estimation of quantum coherence by collective measurements [54.97898890263183]
量子状態におけるコヒーレンス量を推定するための集合的測定手法を提案する。
本手法は、トモグラフィーや適応計測に基づいて、他の推定方法よりも優れている。
本手法は,光子を用いて実験的に実装することで,今日の技術で利用できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-06T03:50:42Z)
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。