論文の概要: Partial and complete qubit estimation using a single observable:
optimization and quantum simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.11121v1
- Date: Thu, 26 Jan 2023 14:19:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-27 13:34:19.068700
- Title: Partial and complete qubit estimation using a single observable:
optimization and quantum simulation
- Title（参考訳）: 単一観測値を用いた部分的および完全量子ビット推定:最適化と量子シミュレーション
- Authors: Cristian A. Galvis Florez, J. Mart\'inez-Cifuentes, K. M.
Fonseca-Romero
- Abstract要約: 量子状態推定のためのユニタリ進化作用素の2つのファミリーを評価する。
1-パラメータモデルに対する最小qTTFは、対応するユニタリ作用素のエンタングルパワーがその最大値であるときに達成される。
我々は,IBM量子処理ユニット上で動作する際に,量子状態トモグラフィを改善するスケーラブルな回路設計を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum state estimation is an important task of many quantum information
protocols. We consider two families of unitary evolution operators, one with a
one-parameter and the other with a two-parameter, which enable the estimation
of a single spin component and all spin components, respectively, of a
two-level quantum system. To evaluate the tomographic performance, we use the
quantum tomographic transfer function (qTTF), which is calculated as the
average over all pure states of the trace of the inverse of the Fisher
information matrix. Our goal is to optimize the qTTF for both estimation
models. We find that the minimum qTTF for the one-parameter model is achieved
when the entangling power of the corresponding unitary operator is at its
maximum. The models were implemented on an IBM quantum processing unit, and
while the estimation of a single-spin component was successful, the whole spin
estimation displayed relatively large errors due to the depth of the associated
circuit. To address this issue, we propose a new scalable circuit design that
improves qubit state tomography when run on an IBM quantum processing unit.
- Abstract（参考訳）: 量子状態推定は多くの量子情報プロトコルの重要なタスクである。
1つのパラメータと2つのパラメータを持つ2つのユニタリ進化作用素の2つのファミリーを考察し、それぞれ1つのスピン成分と全てのスピン成分を2レベル量子系の推定を可能にする。
トモグラフィ性能を評価するために,フィッシャー情報行列の逆行列のトレースのすべての純状態の平均値として計算される量子トモグラフィ伝達関数 (qttf) を用いる。
我々の目標は、両方の推定モデルに対してqTTFを最適化することである。
1パラメータモデルの最小qTTFは、対応するユニタリ作用素のエンタングルパワーがその最大値であるときに達成される。
モデルはIBMの量子処理ユニット上に実装され、単一スピン成分の推定は成功したが、スピン推定全体は関連する回路の深さによって比較的大きな誤差を示した。
この問題に対処するため、IBM量子処理ユニット上で動作する際の量子ビット状態トモグラフィーを改善するスケーラブルな回路設計を提案する。
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