論文の概要: Shadow tomography from emergent state designs in analog quantum
simulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.02543v1
- Date: Mon, 5 Dec 2022 19:04:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 22:56:10.322695
- Title: Shadow tomography from emergent state designs in analog quantum
simulators
- Title(参考訳): アナログ量子シミュレータにおける創発的状態設計からのシャドウトモグラフィー
- Authors: Max McGinley, Michele Fava
- Abstract要約: 本稿では,大域的制御のみを用いて,量子状態の多くの特性を推測する手法を提案する。
単位が十分に絡み合っていると、測定結果の統計と状態の性質の普遍的な関係が現れる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a method that allows one to infer many properties of a quantum
state -- including nonlinear functions such as R\'enyi entropies -- using only
global control over the constituent degrees of freedom. In this protocol, the
state of interest is first entangled with a set of ancillas under a fixed
global unitary, before projective measurements are made. We show that when the
unitary is sufficiently entangling, a universal relationship between the
statistics of the measurement outcomes and properties of the state emerges,
which can be connected to the recently discovered phenomenon of emergent
quantum state designs in chaotic systems. Thanks to this relationship,
arbitrary observables can be reconstructed using the same number of
experimental repetitions that would be required in classical shadow tomography
[Huang et al., Nat. Phys. 16, 1050 (2020)]. Unlike previous approaches to
shadow tomography, our protocol can be implemented using only global
operations, as opposed to qubit-selective logic gates, which makes it
particularly well-suited to analog quantum simulators, including ultracold
atoms in optical lattices and arrays of Rydberg atoms.
- Abstract(参考訳): 本稿では,自由度に対する大域的な制御のみを用いて,r\'enyiエントロピーなどの非線形関数を含む量子状態の多くの性質を推定する手法を提案する。
このプロトコルでは、興味のある状態は、射影測定を行う前に、まず、固定されたグローバルなユニタリの下で一連のアンシラと絡み合わされる。
我々は、ユニタリが十分に絡み合っているとき、状態の測定結果の統計と状態の性質の普遍的な関係が出現し、カオス系における創発的量子状態設計の最近発見された現象に結びつくことを示した。
この関係により、任意の観測可能なものは、古典的なシャドウトモグラフィー(Huang et al., Nat. Phys. 16, 1050 (2020)))で必要とされる同じ数の実験的な繰り返しを使って再構成することができる。
従来のシャドウトモグラフィー法とは異なり、このプロトコルは量子ビット選択論理ゲートとは対照的に大域的な操作だけで実装できるため、光学格子中の超低温原子やライドバーグ原子の配列を含むアナログ量子シミュレータに特に適している。
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