論文の概要: Postselection-free learning of measurement-induced quantum dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.04156v1
- Date: Fri, 6 Oct 2023 11:06:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-09 18:51:25.093808
- Title: Postselection-free learning of measurement-induced quantum dynamics
- Title(参考訳): 測定誘起量子力学の非選択学習
- Authors: Max McGinley
- Abstract要約: 状態の計測後アンサンブルの学習特性を学習するための汎用推論手法を提案する。
即時的な応用として,実験における量子状態設計の出現を検証するために本手法が有用であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We address how one can empirically infer properties of quantum states
generated by dynamics involving measurements. Our focus is on many-body
settings where the number of measurements is extensive, making brute-force
approaches based on postselection intractable due to their exponential sample
complexity. We introduce a general-purpose inference scheme for learning
properties of the post-measurement ensemble of states using a scalable number
of experimental repetitions. We first identify a general class of `estimable
properties' that can be directly extracted from experimental data. Then, based
on empirical observations of some such quantities, we show how one can
indirectly infer information about a given non-estimable quantity of interest,
such as the average entanglement entropy, or frame potential. We formulate our
approach in terms of an optimization task, where one asks what are the minimum
and maximum values that the desired quantity could possibly take, while
ensuring consistency with observations. The true value of this quantity must
then lie within a feasible range between these extrema, resulting in two-sided
bounds. Narrow feasible ranges can be obtained by using a classical simulation
of the device to determine which estimable properties one should measure. Even
in cases where this simulation is inaccurate, unambiguous information about the
true value of a given quantity realised on the quantum device can be learned.
As an immediate application, we show that our method can be used to verify the
emergence of quantum state designs in experiments. We identify some fundamental
obstructions that in some cases prevent sharp knowledge of a given quantity
from being inferred, and discuss what can be learned in cases where classical
simulation is too computationally demanding to be feasible.
- Abstract(参考訳): 我々は、測定を含む力学によって生成される量子状態の性質を経験的に推測する方法に対処する。
我々の焦点は、測定回数が広い多体設定であり、指数的なサンプルの複雑さのため、ポストセレクションに基づくブルートフォースアプローチが難解である。
本稿では,複数の実験繰り返しを用いて,測定後の状態アンサンブルの学習特性の汎用的推論手法を提案する。
まず,実験データから直接抽出可能な「推定可能な特性」の一般クラスを同定する。
そして、そのような量の経験的観察に基づいて、平均の絡み合いエントロピーやフレームポテンシャルなど、与えられた非推定量の情報を間接的に推測する方法を示す。
私たちは最適化タスクの観点で、望ましい量に必要な最小値と最大値を問うとともに、観測との一貫性を確保しながら、このアプローチを定式化します。
この量の真の値は、これらの極限の間の可能な範囲内にある必要がある。
デバイスの古典的なシミュレーションを使用して、測定すべき推定可能な特性を決定することで、狭い実現可能な範囲を得ることができる。
このシミュレーションが不正確である場合でも、量子デバイス上で実現された所定の量の真価に関する曖昧な情報を学ぶことができる。
即時的な応用として,実験における量子状態設計の出現を検証するために本手法が有用であることを示す。
我々は、与えられた量の鋭い知識が推測されるのを防ぐという基本的な障害を特定し、古典シミュレーションが計算的に要求されすぎる場合に何が学べるかについて議論する。
関連論文リスト
- Evolution of many-body systems under ancilla quantum measurements [58.720142291102135]
本研究では,多体格子系をアシラリー自由度に結合させることにより量子測度を実装するという概念について検討する。
従来より抽象的なモデルで見られたように, アンタングリング・エンタングリング測定によって引き起こされる遷移の証拠を見いだす。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-13T13:06:40Z) - Importance sampling for stochastic quantum simulations [68.8204255655161]
我々は、係数に応じてハミルトン式からサンプリングしてランダムな積公式を構築するqDriftプロトコルを導入する。
サンプリング段階における個別のシミュレーションコストを考慮し、同じ精度でシミュレーションコストを削減可能であることを示す。
格子核効果場理論を用いて数値シミュレーションを行った結果, 実験結果が得られた。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-12T15:06:32Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-03T18:00:02Z) - Scalable approach to many-body localization via quantum data [69.3939291118954]
多体局在は、量子多体物理学の非常に難しい現象である。
計算コストの高いステップを回避できるフレキシブルニューラルネットワークベースの学習手法を提案する。
我々のアプローチは、量子多体物理学の新たな洞察を提供するために、大規模な量子実験に適用することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-02-17T19:00:09Z) - Learning quantum many-body systems from a few copies [1.5229257192293197]
量子状態の物理特性を測定から推定することは、量子科学における最も基本的なタスクの1つである。
我々は、状態の準局所観測値の期待値を推測できる状態の条件を特定する。
そこで本研究では,最新トモグラフィープロトコルのコピー数に対する指数関数的改善が実現可能であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-07T16:21:51Z) - Entanglement detection in quantum many-body systems using entropic
uncertainty relations [0.0]
本研究では,エントロピー不確実性関係に基づく絡み合い対策について実験的に検討した。
サブシステム毎に2つの異なる測定設定でのみ結合確率分布を計測する必要がある。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-21T20:50:11Z) - Neural network quantum state tomography in a two-qubit experiment [52.77024349608834]
機械学習にインスパイアされた変分法は、量子シミュレータのスケーラブルな状態キャラクタリゼーションへの有望な経路を提供する。
本研究では,2ビットの絡み合った状態を生成する実験から得られた測定データに適用することにより,いくつかの手法をベンチマークし比較する。
実験的な不完全性やノイズの存在下では、変動多様体を物理状態に収束させることで、再構成された状態の質が大幅に向上することがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-31T17:25:12Z) - Quantum hypothesis testing in many-body systems [0.0]
量子力学では、後者のタイプの測定は量子仮説テストの枠組みを用いて研究し、最適化することができる。
量子多体系と量子場理論への量子仮説テストの適用について考察する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-22T22:53:04Z) - Quantifying Information Extraction using Generalized Quantum
Measurements [0.0]
一般化された測定値を考えると,同じ性質が保たれることを示す。
観測エントロピー(英: Observational entropy)は、与えられた一連の測定値が情報抽出にどの程度影響するかを決定する、明確に定義された定量化器である。
量子状態推論のツールとしての観測エントロピーについて論じる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-11T07:31:25Z) - Gaussian Process States: A data-driven representation of quantum
many-body physics [59.7232780552418]
我々は、絡み合った多体量子状態をコンパクトに表現するための、新しい非パラメトリック形式を示す。
この状態は、非常にコンパクトで、体系的に即効性があり、サンプリングに効率的である。
また、量子状態に対する普遍的な近似器として証明されており、データセットのサイズが大きくなるにつれて、絡み合った多体状態も捉えることができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-02-27T15:54:44Z) - Predicting Many Properties of a Quantum System from Very Few
Measurements [3.6990978741464895]
本稿では,量子状態の古典的記述を近似的に記述する効率的な方法を提案する。
測定数はシステムサイズとは独立であり、情報理論の下限を飽和させる。
古典的な影を応用して、量子忠実度、絡み合いエントロピー、2点相関関数、局所可観測物の期待値、多体局所ハミルトニアンのエネルギー分散を予測する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-02-18T19:00:02Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。