論文の概要: Quantum State Tomography with Locally Purified Density Operators and Local Measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16381v3
• Date: Sun, 06 Oct 2024 13:35:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-08 13:12:06.150774
• Title: Quantum State Tomography with Locally Purified Density Operators and Local Measurements
• Title（参考訳）: 局所精製密度演算子を用いた量子状態トモグラフィと局所測定
• Authors: Yuchen Guo, Shuo Yang,
• Abstract要約: 量子状態の効率的な表現により、最小限の測定で量子状態トモグラフィを実現することができる。 そこで本稿では,混合状態のテンソルネットワーク表現を用いた状態トモグラフィの代替手法を提案する。 本研究では,テンソルネットワーク形式を用いた2次元システムのための量子状態トモグラフィーの道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.38734393793605
• License:
• Abstract: Understanding quantum systems is of significant importance for assessing the performance of quantum hardware and software, as well as exploring quantum control and quantum sensing. An efficient representation of quantum states enables realizing quantum state tomography with minimal measurements. In this study, we propose an alternative approach to state tomography that uses tensor network representations of mixed states through locally purified density operators and employs a classical data postprocessing algorithm requiring only local measurements. Through numerical simulations of one-dimensional pure and mixed states and two-dimensional pure states up to size $8\times 8$, we demonstrate the efficiency, accuracy, and robustness of our proposed methods. Experiments on the IBM and Quafu Quantum platforms complement these numerical simulations. Our study opens avenues in quantum state tomography for two-dimensional systems using tensor network formalism.
• Abstract（参考訳）: 量子システムを理解することは、量子ハードウェアとソフトウェアの性能の評価、および量子制御と量子センシングの探索において重要である。 量子状態の効率的な表現により、最小限の測定で量子状態トモグラフィを実現することができる。 本研究では,局所的に精製された密度演算子を通して混合状態のテンソルネットワーク表現を用い,局所的な測定のみを必要とする古典的データ後処理アルゴリズムを用いる状態トモグラフィーの代替手法を提案する。 1次元純状態と2次元純状態の数値シミュレーションにより,提案手法の効率,精度,ロバスト性を実証した。 IBM と Quafu Quantum プラットフォームでの実験はこれらの数値シミュレーションを補完する。 本研究では,テンソルネットワーク形式を用いた2次元システムのための量子状態トモグラフィーの道を開く。

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