論文の概要: Single Qubit State Estimation on NISQ Devices with Limited Resources and SIC-POVMs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.07664v1
• Date: Tue, 15 Aug 2023 09:27:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-16 13:20:31.491697
• Title: Single Qubit State Estimation on NISQ Devices with Limited Resources and SIC-POVMs
• Title（参考訳）: 限られた資源とSIC-POVMを持つNISQデバイスにおける単一量子状態推定
• Authors: Cristian A. Galvis-Florez, Daniel Reitzner, Simo S\"arkk\"a
• Abstract要約: 量子処理ユニットにおける量子ビットの量子状態を直接測定することなく推定する問題を考察する。 フィンランドの技術研究センターの量子コンピュータとIBMの量子コンピュータを用いて回路を実装しテストする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Current quantum computers have the potential to overcome classical computational methods, however, the capability of the algorithms that can be executed on noisy intermediate-scale quantum devices is limited due to hardware imperfections. Estimating the state of a qubit is often needed in different quantum protocols, due to the lack of direct measurements. In this paper, we consider the problem of estimating the quantum state of a qubit in a quantum processing unit without conducting direct measurements of it. We consider a parameterized measurement model to estimate the quantum state, represented as a quantum circuit, which is optimized using the quantum tomographic transfer function. We implement and test the circuit using the quantum computer of the Technical Research Centre of Finland as well as an IBM quantum computer. We demonstrate that the set of positive operator-valued measurements used for the estimation is symmetric and informationally complete. Moreover, the resources needed for qubit estimation are reduced when direct measurements are allowed, keeping the symmetric property of the measurements.
• Abstract（参考訳）: 現在の量子コンピュータは、古典的な計算手法を克服する可能性があるが、ノイズの多い中間スケールの量子デバイスで実行できるアルゴリズムの能力は、ハードウェアの欠陥のために制限されている。 量子ビットの状態の推定は、直接測定が欠如しているため、異なる量子プロトコルでしばしば必要となる。 本稿では,量子処理ユニットにおける量子ビットの量子状態を直接測定することなく推定する問題を考察する。 本稿では,量子トモグラフィ転送関数を用いて最適化された量子回路として表現される量子状態を推定するパラメータ化測定モデルを検討する。 我々は、フィンランド技術研究センターの量子コンピュータとibm量子コンピュータを用いて回路を実装し、テストする。 推定に用いる正の演算子値測定のセットは対称的かつ情報的に完備であることを示す。 さらに、直接測定が可能となると、量子ビット推定に必要なリソースが減少し、測定の対称性が保たれる。

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