論文の概要: Predicting Arbitrary State Properties from Single Hamiltonian Quench Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.00695v1
• Date: Wed, 1 Nov 2023 17:52:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-02 12:42:29.476879
• Title: Predicting Arbitrary State Properties from Single Hamiltonian Quench Dynamics
• Title（参考訳）: 単一ハミルトニアンクエンチダイナミクスによる任意の状態特性の予測
• Authors: Zhenhuan Liu, Zihan Hao, Hong-Ye Hu
• Abstract要約: 本稿では,1つのハミルトニアンを持つクエンチ力学のみに依存するemphHamiltonian shadow Protocolを提案する。 我々は、物理的および幾何学的な直観と、我々のプロトコルが任意の状態特性を不偏に抽出できることを理論的に保証する。 このプロトコルは、正確な制御と補助システムなしでアナログ量子シミュレーターに対するランダム化測定の適用を大幅に広げる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9710428356536325
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Extracting arbitrary state properties from analog quantum simulations presents a significant challenge due to the necessity of diverse basis measurements. Recent advancements in randomized measurement schemes have successfully reduced measurement sample complexity, yet they demand precise control over each qubit. In this work, we propose the \emph{Hamiltonian shadow} protocol, which solely depends on quench dynamics with a single Hamiltonian, without any ancillary systems. We provide physical and geometrical intuitions and theoretical guarantees that our protocol can unbiasedly extract arbitrary state properties. We also derive the sample complexity of this protocol and show that it performs comparably to the classical shadow protocol. The Hamiltonian shadow protocol does not require sophisticated control and is universally applicable to various analog quantum systems, as illustrated through numerical demonstrations with Rydberg atom arrays under realistic parameter settings. The new protocol significantly broadens the application of randomized measurements for analog quantum simulators without precise control and ancillary systems.
• Abstract（参考訳）: アナログ量子シミュレーションから任意の状態特性を抽出することは、多様な基底測定の必要性から重要な課題となる。 ランダム化測定手法の最近の進歩は, 試料の複雑さの低減に成功しているが, それぞれのキュービットを正確に制御する必要がある。 本研究では,単一ハミルトニアンによるクエンチダイナミクスにのみ依存し,共役系を含まない \emph{hamiltonian shadow} プロトコルを提案する。 我々は物理的および幾何学的な直観と理論的な保証を提供し、我々のプロトコルは偏りなく任意の状態特性を抽出することができる。 また、このプロトコルのサンプル複雑さを導出し、従来のシャドウプロトコルと互換性のある性能を示す。 ハミルトン影プロトコルは洗練された制御を必要とせず、リアルなパラメータ設定下でのライドバーグ原子配列を用いた数値実験によって示されるように、様々なアナログ量子システムに適用できる。 新しいプロトコルは、正確な制御と補助システムなしでアナログ量子シミュレーターに対するランダム化測定の適用を著しく拡大する。

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