論文の概要: Resource-efficient Direct Characterization of General Density Matrix
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.06903v1
- Date: Mon, 13 Mar 2023 07:41:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-14 16:04:24.047342
- Title: Resource-efficient Direct Characterization of General Density Matrix
- Title(参考訳): 一般密度行列の資源効率直接キャラクタリゼーション
- Authors: Liang Xu, Mingti Zhou, Runxia Tao, Zhipeng Zhong, Ben Wang, Zhiyong
Cao, Hongkuan Xia, Qianyi Wang, Hao Zhan, Aonan Zhang, Shang Yu, Nanyang Xu,
Ying Dong, Changliang Ren and Lijian Zhang
- Abstract要約: 逐次弱測定により、密度行列全体を世界規模で再構成するのではなく、個々の密度行列要素を直接抽出することができる。
汎用マルチキュージットシステムの密度行列を直接特徴付けるリソース効率の手法(RES)を提案する。
我々はRESを一般の単一光子クォート状態と2光子絡み状態の直接的評価に実験的に適用した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.255639447541109
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Sequential weak measurements allow the direct extraction of individual
density-matrix elements instead of globally reconstructing the whole density
matrix, opening a new avenue for the characterization of quantum systems.
Nevertheless, the requirement of multiple coupling for each qudit of quantum
systems and the lack of appropriate precision evaluation constraint its
applicability extension, especially for multi-qudit quantum systems. Here, we
propose a resource-efficient scheme (RES) to directly characterize the density
matrix of general multi-qudit systems, which not only optimizes the
measurements but also establishes a feasible estimation analysis. In this
scheme, an efficient observable of quantum system is constructed such that a
single meter state coupled to each qudit is sufficient to extract the
corresponding density-matrix element. An appropriate model based on the
statistical distribution of errors are used to evaluate the precision and
feasibility of the scheme. We experimentally apply the RES to the direct
characterization of general single-photon qutrit states and two-photon
entangled states. The results show that the RES outperforms the sequential
schemes in terms of efficiency and precision in both weak- and strong- coupling
scenarios. This work sheds new light on the practical characterization of
large-scale quantum systems and investigation of their non-classical
properties.
- Abstract(参考訳): 逐次的な弱測定により、密度行列全体をグローバルに再構築する代わりに、個々の密度行列要素を直接抽出することが可能となり、量子系を特徴づけるための新しい道を開くことができる。
それでも、量子系の各キューディットに対する多重結合の必要性と適切な精度評価の欠如は、その適用性の拡張、特にマルチキューディット量子系に制約を与える。
本稿では,一般マルチキュートシステムの密度行列を直接特徴付けるリソース効率スキーム (res) を提案する。
このスキームにおいて、量子系の効率的な観測可能状態は、対応する密度行列要素を抽出するのに各quditに結合された単一のメートル状態が十分であるように構成される。
誤差の統計的分布に基づく適切なモデルを用いて、スキームの精度と実現可能性を評価する。
我々はRESを一般の単一光子クォート状態と2光子絡み状態の直接評価に実験的に適用した。
その結果、RESは弱結合シナリオと強結合シナリオの両方において効率と精度の点で逐次スキームよりも優れていた。
この研究は、大規模量子システムの実用的キャラクタリゼーションとそれらの非古典的性質の研究に新しい光を当てている。
関連論文リスト
- Spectral chaos bounds from scaling theory of maximally efficient
quantum-dynamical scrambling [49.1574468325115]
複雑な量子系のエルゴード定常状態への進化に関する重要な予想は、スクランブルとして知られるこの過程が最も効率的であるときに普遍的な特徴を取得することである。
このシナリオでは、完全なスクランブルダイナミクスに沿ったスペクトル相関の正確な自己相似性を具現化して、スペクトル統計量に対する単一パラメータスケーリング理論を開発する。
スケーリング予測は特権プロセスで一致し、他の動的スクランブルシナリオのバウンダリとして機能し、すべてのタイムスケールで非効率または不完全なスクランブルを定量化できるようにする。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-10-17T15:41:50Z) - Enhanced Entanglement in the Measurement-Altered Quantum Ising Chain [46.99825956909532]
局所的な量子測定は単に自由度を乱すのではなく、システム内の絡みを強める可能性がある。
本稿では,局所測定の有限密度が与えられた状態の絡み合い構造をどのように修正するかを考察する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-10-04T09:51:00Z) - Informationally complete measures of quantum entanglement [0.0]
系の縮密度行列の完全な固有値によって与えられる絡み合い尺度の族を導入する。
このようなICEMは、既存のよく知られた絡み合い対策よりも、きめ細やかさを特徴付けることができ、より優れた絡み合いを識別できることが示されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-22T19:27:07Z) - Regression of high dimensional angular momentum states of light [47.187609203210705]
空間強度分布の測定から入力OAM状態を再構成する手法を提案する。
我々は、量子ウォークダイナミックスによって4次元のOAM状態を生成する、実際のフォトニックなセットアップで我々のアプローチを実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-20T16:16:48Z) - Distributed quantum phase sensing for arbitrary positive and negative
weights [2.5496329090462626]
正および負の符号を持つ重みの任意の分布に対する変位がゼロのガウス状態を用いた最適分散量子位相検出法を提案する。
最適スキームの推定精度を導出し、線形ビームスプリッタネットワークに注入された圧縮状態を用いて達成可能であることを示す。
また, 非ガウスプローブ状態を用いた場合と比較して, 2モードの場合に着目し, より深い知見を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-09T15:38:59Z) - On the properties of the asymptotic incompatibility measure in
multiparameter quantum estimation [62.997667081978825]
Incompatibility (AI) は、ホレヴォとSLDスカラー境界の差を定量化する尺度である。
最大AI量は、$mu_sf min = 1/(d-1)$より大きい純度で特徴づけられる量子統計モデルに対してのみ達成可能であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-28T15:16:37Z) - Quantum Optimal Control for Pure-State Preparation Using One Initial
State [0.0]
本稿では,数値最適制御を用いた純状態準備問題の解法について述べる。
読み出しキャビティに複数のキュービットが分散結合されている場合を考える。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-16T21:49:48Z) - Reduced Density Matrix Sampling: Self-consistent Embedding and
Multiscale Electronic Structure on Current Generation Quantum Computers [1.3488660476261511]
次世代超伝導量子コンピュータにおける完全自己整合型マルチスケール量子古典アルゴリズムについて検討する。
これらの自己整合性アルゴリズムは、量子ハードウェアにかなりのノイズがあるにもかかわらず、確かに非常に堅牢であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-12T14:57:51Z) - Optimal Entanglement Certification from Moments of the Partial Transpose [2.9475513512647455]
本稿では,部分転位密度行列のモーメントに基づく2つの一般的な絡み合い検出手法を提案する。
最初の方法はハンケル行列に基づいており、絡み合い基準の族を提供する。
第2の方法は最適であり、部分転位密度行列のいくつかのモーメントに基づいて絡み合うために必要かつ十分な条件を与える。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-11T19:00:03Z) - Learning with Density Matrices and Random Features [62.997667081978825]
密度行列は、量子系の統計状態を記述する。
本稿では,機械学習モデル構築のためのビルディングブロックとして,密度行列をどのように利用できるかを検討する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-02-08T17:54:59Z) - Understanding Implicit Regularization in Over-Parameterized Single Index
Model [55.41685740015095]
我々は高次元単一インデックスモデルのための正規化自由アルゴリズムを設計する。
暗黙正則化現象の理論的保証を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-16T13:27:47Z)
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。