論文の概要: Simplest fidelity-estimation method for graph states with depolarizing noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.10952v2
• Date: Fri, 15 Sep 2023 16:50:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-18 18:26:25.834646
• Title: Simplest fidelity-estimation method for graph states with depolarizing noise
• Title（参考訳）: 非分極雑音を有するグラフ状態の最も簡単な忠実度推定法
• Authors: Tomonori Tanizawa, Yuki Takeuchi, Shion Yamashika, Ryosuke Yoshii, and Shunji Tsuchiya
• Abstract要約: ノイズを位相フリップ誤差としてモデル化することができれば,一つの測定値が十分であることを示す。 また、位相フリップと非偏極雑音を補間するノイズモデルについて、最も単純な手法を数値的に評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Graph states are entangled states useful for several quantum information processing tasks such as measurement-based quantum computation and quantum metrology. As the size of graph states realized in experiments increases, it becomes more essential to devise efficient methods estimating the fidelity between the ideal graph state and an experimentally-realized actual state. Any efficient fidelity-estimation method, in general, must use multiple experimental settings, i.e., needs to switch between at least two measurements. Recently, it has been shown that a single measurement is sufficient if the noise can be modeled as the phase-flip error. Since the bit-flip error should also occur in several experiments, it is desired to extend this simplest method to noise models that include phase and bit-flip errors. However, it seems to be nontrivial because their result strongly depends on properties of the phase-flip error. In this paper, by analyzing effects of the bit-flip error on stabilizer operators of graph states, we achieve the extension to the depolarizing noise, which is a major noise model including phase and bit-flip errors. We also numerically evaluate our simplest method for noise models interpolating between the phase-flip and depolarizing noises.
• Abstract（参考訳）: グラフ状態は、測定に基づく量子計算や量子メトロロジーのようないくつかの量子情報処理タスクに有用な絡み合った状態である。 実験で実現されるグラフ状態の大きさが大きくなるにつれて、理想グラフ状態と実験的に実現された実状態との間の忠実度を推定する効率的な手法を考案することがより不可欠となる。 効率的な忠実度推定法は、一般に複数の実験的な設定、すなわち少なくとも2つの測定を切り替える必要がある。 近年,位相フリップ誤差としてノイズをモデル化できる場合には,単一の測定で十分であることが示されている。 ビットフリップ誤差もいくつかの実験で発生すべきであるため、この最も単純な手法を位相とビットフリップ誤差を含むノイズモデルに拡張することが望まれる。 しかし、この結果は位相フリップ誤差の性質に強く依存するため、非自明であると思われる。 本稿では,グラフ状態の安定化演算子に対するビットフリップ誤差の影響を解析することにより,位相とビットフリップ誤差を含む主要なノイズモデルである偏極雑音の拡張を実現する。 また,位相ゆらぎと非分極化ノイズを補間するノイズモデルについて,最も簡単な手法を数値的に評価した。

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