論文の概要: Single-shot Quantum Signal Processing Interferometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.13703v2
- Date: Sat, 13 Jul 2024 19:00:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-17 02:44:20.796007
- Title: Single-shot Quantum Signal Processing Interferometry
- Title（参考訳）: 単一ショット量子信号処理干渉計
- Authors: Jasmine Sinanan-Singh, Gabriel L. Mintzer, Isaac L. Chuang, Yuan Liu,
- Abstract要約: 本稿では、量子センシングのための一般的なアルゴリズムフレームワーク、量子信号処理干渉法(QSPI)を提案する。
我々は、QSPIセンシングフレームワークを使用して、単一ショット限界における変位チャネル上の効率的なバイナリ決定を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.431120541553662
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum systems of infinite dimension, such as bosonic oscillators, provide vast resources for quantum sensing. Yet, a general theory on how to manipulate such bosonic modes for sensing beyond parameter estimation is unknown. We present a general algorithmic framework, quantum signal processing interferometry (QSPI), for quantum sensing at the fundamental limits of quantum mechanics by generalizing Ramsey-type interferometry. Our QSPI sensing protocol relies on performing nonlinear polynomial transformations on the oscillator's quadrature operators by generalizing quantum signal processing (QSP) from qubits to hybrid qubit-oscillator systems. We use our QSPI sensing framework to make efficient binary decisions on a displacement channel in the single-shot limit. Theoretical analysis suggests the sensing accuracy, given a single-shot qubit measurement, scales inversely with the sensing time or circuit depth of the algorithm. We further concatenate a series of such binary decisions to perform parameter estimation in a bit-by-bit fashion. Numerical simulations are performed to support these statements. Our QSPI protocol offers a unified framework for quantum sensing using continuous-variable bosonic systems beyond parameter estimation and establishes a promising avenue toward efficient and scalable quantum control and quantum sensing schemes beyond the NISQ era.
- Abstract（参考訳）: ボゾン振動子のような無限次元の量子系は、量子センシングのための膨大な資源を提供する。
しかし、そのようなボソニックモードをパラメータ推定を超えた感覚で操作する方法の一般的な理論は分かっていない。
本稿では,ラムゼー型干渉計を一般化し,量子力学の基本極限における量子センシングのための一般アルゴリズムである量子信号処理干渉計(QSPI)を提案する。
我々のQSPIセンシングプロトコルは、キュービットからハイブリッドキュービットオシレータシステムへの量子信号処理(QSP)を一般化することにより、発振器の二次演算子上の非線形多項式変換を実行することに依存している。
我々は、QSPIセンシングフレームワークを使用して、単一ショット限界における変位チャネル上の効率的なバイナリ決定を行う。
理論的解析は、シングルショットキュービットの測定が与えられた場合、検出時間やアルゴリズムの回路深度と逆スケールすることを示している。
さらに, パラメータ推定をビット単位で行うために, 一連の二項決定を結合する。
これらの主張を裏付ける数値シミュレーションを行う。
我々のQSPIプロトコルは、パラメータ推定以上の連続可変ボソニックシステムを用いた量子センシングのための統一的なフレームワークを提供し、NISQ時代を超えて、効率的でスケーラブルな量子制御と量子センシングスキームへの有望な道を確立する。
関連論文リスト
- Mapping quantum circuits to shallow-depth measurement patterns based on
graph states [0.0]
我々は,測定に基づく量子コンピューティングのためのハイブリッドシミュレーション手法を開発した。
完全可換作用素の群は完全並列、すなわち非適応的測定を用いて実装可能であることを示す。
量子テレポーテーションを用いることで、そのような回路を一定の量子深さで実装する方法について議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-27T19:00:00Z) - Quantum Signal Processing with the one-dimensional quantum Ising model [0.0]
量子信号処理(QSP)は、量子システムの特性を操作および決定するための有望なフレームワークとして登場した。
我々は、時空双対量子回路や量子シミュレーションから量子制御まで、様々な分野における我々のアプローチの例と応用について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-08T18:01:37Z) - Determining the ability for universal quantum computing: Testing
controllability via dimensional expressivity [39.58317527488534]
制御性テストは、外部制御の数を減らすために量子デバイスの設計に使用できる。
パラメタライズド量子回路に基づくハイブリッド量子古典アルゴリズムを考案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-01T15:33:41Z) - Direct tomography of quantum states and processes via weak measurements
of Pauli spin operators on an NMR quantum processor [3.818504253546488]
直接量子状態トモグラフィー(DQST)と直接量子プロセストモグラフィー(DQPT)のための効率的な弱測定に基づく手法を提案する。
我々はこれらの弱い測定ベースのDQSTおよびDQPTプロトコルを実験的に実装し、2量子量子状態と1量子量子過程を正確に特徴付ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-13T06:40:19Z) - Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent
states [49.299443295581064]
ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。
符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z) - Neural networks for Bayesian quantum many-body magnetometry [0.0]
絡み合った量子多体系は、個々の量子検出器のアンサンブルで達成可能な精度よりも大きいパラメータを推定できるセンサーとして使用できる。
このことは、ベイズ推論手法の適用性を妨げうる複雑さを伴っている。
量子多体センサの力学を忠実に再現するニューラルネットワークを用いて、これらの問題を回避する方法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-22T22:13:49Z) - Optimal quantum control via genetic algorithms for quantum state
engineering in driven-resonator mediated networks [68.8204255655161]
進化的アルゴリズムに基づく量子状態工学には、機械学習によるアプローチを採用しています。
我々は、単一のモード駆動マイクロ波共振器を介して相互作用する、量子ビットのネットワーク(直接結合のない人工原子の状態に符号化された)を考える。
アルゴリズムは理想的なノイズフリー設定で訓練されているにもかかわらず、高い量子忠実度とノイズに対するレジリエンスを観測する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-29T14:34:00Z) - Circuit Symmetry Verification Mitigates Quantum-Domain Impairments [69.33243249411113]
本稿では,量子状態の知識を必要とせず,量子回路の可換性を検証する回路指向対称性検証を提案する。
特に、従来の量子領域形式を回路指向安定化器に一般化するフーリエ時間安定化器(STS)手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-27T21:15:35Z) - Realizing Quantum Convolutional Neural Networks on a Superconducting
Quantum Processor to Recognize Quantum Phases [2.1465372441653354]
量子ニューラルネットワークは、ユニタリ演算、測定、フィードフォワードの約束を組み合わせることで、量子状態の特定の特徴を認識するように調整され、少ない測定とエラーを許容する。
我々は、7量子ビット超伝導量子プロセッサ上で量子畳み込みニューラルネットワーク(QCNN)を実現し、非ゼロ弦順序パラメータを特徴とするスピンモデルの対称性保護位相を同定する。
その結果,QCNNは有限忠実ゲート自体で構成されているにもかかわらず,用意された状態に対する弦順パラメータの直接測定よりも位相位相を高い忠実度で認識していることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-13T12:32:57Z) - Efficient criteria of quantumness for a large system of qubits [58.720142291102135]
大規模部分量子コヒーレント系の基本パラメータの無次元結合について論じる。
解析的および数値計算に基づいて、断熱進化中の量子ビット系に対して、そのような数を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T23:50:05Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)
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。