論文の概要: Quantum channel decomposition with pre- and post-selection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.11642v2
• Date: Tue, 29 Aug 2023 00:51:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-30 18:18:59.535819
• Title: Quantum channel decomposition with pre- and post-selection
• Title（参考訳）: 前・後選択による量子チャネル分解
• Authors: Ryo Nagai, Shu Kanno, Yuki Sato, Naoki Yamamoto
• Abstract要約: 本稿では,特定の量子状態に対する入力と出力条件を持つターゲットユニタリに対するチャネル分解法を提案する。 選択不要のシナリオよりもはるかに小さくなる可能性がある分解チャネルの必要数を明確に決定する。 本手法を量子線形解法アルゴリズムに適用し,提案手法の有効性を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7597059965024503
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum channel decomposition techniques, which contain the so-called probabilistic error cancellation and gate/wire cutting, are powerful approach for simulating a hard-to-implement (or an ideal) unitary operation by concurrently executing relatively easy-to-implement (or noisy) quantum channels. However, such virtual simulation necessitates an exponentially large number of decompositions, thereby significantly limiting their practical applicability. This paper proposes a channel decomposition method for target unitaries that have their input and output conditioned on specific quantum states, namely unitaries with pre- and post-selection. Specifically, we explicitly determine the requisite number of decomposing channels, which could be significantly smaller than the selection-free scenario. Furthermore, we elucidate the structure of the resulting decomposed unitary. We demonstrate an application of this approach to the quantum linear solver algorithm, highlighting the efficacy of the proposed method.
• Abstract（参考訳）: いわゆる確率的エラーキャンセルとゲート/ワイヤ切断を含む量子チャネル分解技術は、比較的簡単な(あるいはノイズの多い)量子チャネルを同時に実行することにより、実装が難しい(あるいは理想的な)ユニタリ演算をシミュレートする強力なアプローチである。 しかし、このような仮想シミュレーションは指数関数的に多くの分解を必要とするため、実用性が著しく制限される。 本稿では,特定の量子状態,すなわち事前選択と後選択を伴うユニタリに対して,入力条件と出力条件を有するターゲットユニタリのチャネル分解法を提案する。 具体的には、選択不要なシナリオよりもかなり小さい分解チャネルの必要な数を明示的に決定する。 さらに, 生成した分解ユニタリの構造を解明する。 本手法を量子線形解法アルゴリズムに適用し,提案手法の有効性を明らかにする。

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