論文の概要: Expectation values from any quantum measurement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.10428v1
- Date: Wed, 25 Jan 2023 06:45:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 15:46:13.557992
- Title: Expectation values from any quantum measurement
- Title（参考訳）: 任意の量子測定からの期待値
- Authors: Dominik \v{S}afr\'anek, Dario Rosa
- Abstract要約: 本稿では,観測可能な観測値とその高次モーメントの平均値を,他の観測可能な観測値を測定することによって推定する手法を提案する。
この方法は一般であり、任意の量子系に適用できる。
- 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 present a method to estimate the mean value of any observable and its
higher moments by measuring any other observable. This method is general and
can be applied to any quantum system. In the case of estimating the mean energy
of an isolated system, the estimate can be further improved by measuring the
other observable at different times. Intuitively, this method uses interplay
and correlations between the measured and the estimated observable, and the
state of the system. We provide two bounds: one that is looser but analytically
computable, and one that is tighter but requires solving a non-convex
optimization problem. The method can be used to estimate expectation values and
related quantities such as temperature and work in setups in which performing
measurements in a highly entangled basis is difficult, finding use in
state-of-the-art quantum simulators. As a demonstration, we show that in
Heisenberg and Ising models of ten sites in the localized phase, performing
two-qubit measurements excludes 97.5\% and 96.7\% of the possible range of
energies, respectively, when estimating the ground state energy.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,観測可能な任意の可観測値とその高次モーメントの平均値を,他の可観測値の測定により推定する手法を提案する。
この方法は一般であり、任意の量子系に適用できる。
孤立系の平均エネルギーを推定する場合、異なる時間で観測可能な他の観測値を測定することにより、推定をさらに改善することができる。
直感的には、測定値と推定可観測値とシステムの状態との間の相互作用と相関を用いる。
より緩く解析的に計算可能な境界と、より厳密だが非凸最適化問題を解く必要がある境界を与える。
この手法は、高度に絡み合った測定を行うのが困難なセットアップにおける温度や作業など、期待値や関連する量の推定に使用することができ、最先端の量子シミュレータでの使用が期待できる。
実演として, ハイゼンベルクおよびイジングにおいて, 2量子ビット計測を行う場合, 基底状態エネルギーを推定する場合のエネルギー範囲の97.5\%と96.7\%をそれぞれ除いたモデルを示す。
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