論文の概要: High-Precision Observable Estimation with Single Qubit Quantum Memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.16642v1
- Date: Thu, 31 Aug 2023 11:32:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-01 14:44:17.754377
- Title: High-Precision Observable Estimation with Single Qubit Quantum Memory
- Title（参考訳）: 単一量子メモリを用いた高精度観測量推定
- Authors: L.A. Markovich and J. Borregaard
- Abstract要約: マルチキュービットオブザーバブルの推定は、量子情報科学における重要な課題である。
ここでは、マルチキュービットデバイスと単一キュービットメモリ間の相互作用数をはるかに少なくすることで、これを実現するための多量子可観測推定手法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The estimation of multi-qubit observables is a key task in quantum
information science. The standard approach is to decompose a multi-qubit
observable into a weighted sum of Pauli strings. The observable can then be
estimated from projective single qubit measurements according to the Pauli
strings followed by a classical summation. As the number of Pauli strings in
the decomposition increases, shot-noise drastically builds up, and the accuracy
of such estimation can be considerably compromised. Access to a single qubit
quantum memory, where measurement data may be stored and accumulated can
circumvent the build-up of shot noise. Here, we describe a many-qubit
observable estimation approach to achieve this with a much lower number of
interactions between the multi-qubit device and the single qubit memory
compared to previous approaches. Our algorithm offers a reduction in the
required number of measurements for a given target variance that scales
$N^{\frac{2}{3}}$ with the number of Pauli strings $N$ in the observable
decomposition. The low number of interactions between the multi-qubit device
and the memory is desirable for noisy intermediate-scale quantum devices.
- Abstract（参考訳）: マルチキュービットオブザーバブルの推定は、量子情報科学における重要な課題である。
標準的なアプローチは、マルチキュービット可観測物をパウリ弦の重み付き和に分解することである。
可観測性は、パウリ弦に従って射影的単量子ビット測定から推定され、古典的総和が続く。
分解におけるパウリ弦の数が増えるにつれて、ショットノイズは劇的に増加し、そのような推定の精度は著しく損なわれる。
単一の量子ビットメモリにアクセスし、測定データを格納して蓄積することで、ショットノイズの蓄積を回避できる。
本稿では,マルチキュービットデバイスと単一キュービットメモリとのインタラクションを従来よりも少ない数で実現するための多量子ビット可観測推定手法について述べる。
我々のアルゴリズムは、観測可能な分解において、パウリ弦数$N$で$N^{\frac{2}{3}}$をスケールする、所定の目標分散に対する必要な測定数の削減を提供する。
ノイズの多い中間規模量子デバイスでは、マルチキュービットデバイスとメモリ間の低数の相互作用が望ましい。
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