論文の概要: Quantum memory assisted observable estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.07710v5
• Date: Fri, 14 Mar 2025 12:27:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-17 13:03:49.143046
• Title: Quantum memory assisted observable estimation
• Title（参考訳）: 量子メモリを用いた観測可能推定
• Authors: Liubov A. Markovich, Attaallah Almasi, Sina Zeytinoğlu, Johannes Borregaard,
• Abstract要約: 量子情報処理の重要な課題は、多ビット可観測物の推定である。 本稿では,1量子ビット量子メモリへのアクセスを利用するCoherent Pauli Summationという新しい手法を提案する。 我々の研究は、単一長コヒーレンス量子ビットメモリが、基数タスクにおいてノイズの多い多量子ビットデバイスを動作させるのにどのように役立つかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3749861135832072
• License:
• Abstract: The estimation of many-qubit observables is an essential task of quantum information processing. The generally applicable approach is to decompose the observables into weighted sums of multi-qubit Pauli strings, i.e., tensor products of single-qubit Pauli matrices, which can readily be measured with single qubit rotations. The accumulation of shot noise in this approach, however, severely limits the achievable variance for a finite number of measurements. We introduce a novel method, dubbed Coherent Pauli Summation (CPS) that circumvents this limitation by exploiting access to a single-qubit quantum memory in which measurement information can be stored and accumulated. Our algorithm offers a reduction in the required number of measurements for a given variance that scales linearly with the number of Pauli strings of the decomposed observable. Our work demonstrates how a single long-coherence qubit memory can assist the operation of noisy many-qubit quantum devices in a cardinal task.
• Abstract（参考訳）: 多くの量子ビット可観測物の推定は、量子情報処理の重要な課題である。 一般に当てはまるアプローチは、観測可能なものを多ビットのパウリ弦の重み付き和、すなわち単一キュービットのパウリ行列のテンソル積に分解することであり、これは単一のキュービット回転で容易に測定できる。 しかし、このアプローチにおけるショットノイズの蓄積は、有限個の測定値に対する達成可能な分散を著しく制限する。 本稿では,測定情報を格納・蓄積可能な単一量子メモリへのアクセスを利用して,この制限を回避する新しい手法であるCoherent Pauli Summation(CPS)を提案する。 我々のアルゴリズムは、分解可能な可観測物のパウリ弦の数と線形にスケールする、与えられた分散に対する必要な測定数の削減を提供する。 我々の研究は、単一長コヒーレンス量子ビットメモリが、基数タスクにおいてノイズの多い多量子ビットデバイスを動作させるのにどのように役立つかを示す。

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