論文の概要: Quantum State Compression Shadow

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.13036v1
• Date: Wed, 20 Dec 2023 14:00:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-21 15:28:27.627184
• Title: Quantum State Compression Shadow
• Title（参考訳）: 量子状態圧縮シャドウ
• Authors: Chen Ding, Xiao-Yue Xu, Shuo Zhang, Wan-Su Bao, He-Liang Huang
• Abstract要約: 本研究では,コンプレッションシャドー(CompShadow)と呼ばれる革新的な読み出しアーキテクチャを提案する。 CompShadowは、測定前に複数のキュービット状態を単一キュービットのシャドウに圧縮することで、従来の読み出しパラダイムを変換する。 我々の発見は、量子状態の読み出しにおける新しい時代が出現し、量子情報処理能力の革命的な飛躍の舞台となったことを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.060202833581429
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum state readout serves as the cornerstone of quantum information processing, exerting profound influence on quantum communication, computation, and metrology. In this study, we introduce an innovative readout architecture called Compression Shadow (CompShadow), which transforms the conventional readout paradigm by compressing multi-qubit states into single-qubit shadows before measurement. Compared to direct measurements of the initial quantum states, CompShadow achieves comparable accuracy in amplitude and observable expectation estimation while consuming similar measurement resources. Furthermore, its implementation on near-term quantum hardware with nearest-neighbor coupling architectures is straightforward. Significantly, CompShadow brings forth novel features, including the complete suppression of correlated readout noise, fundamentally reducing the quantum hardware demands for readout. It also facilitates the exploration of multi-body system properties through single-qubit probes and opens the door to designing quantum communication protocols with exponential loss suppression. Our findings mark the emergence of a new era in quantum state readout, setting the stage for a revolutionary leap in quantum information processing capabilities.
• Abstract（参考訳）: 量子状態の読み出しは量子情報処理の基盤となり、量子通信、計算、気象学に多大な影響を与えている。 本研究では,複数キュービット状態の圧縮を計測前に単一キュービットのシャドウに変換する圧縮シャドウ(compshadow)と呼ばれる斬新な読み出しアーキテクチャを提案する。 初期量子状態の直接測定と比較して、CompShadowは同様の測定資源を消費しながら振幅と観測可能な予測推定において同等の精度を達成する。 さらに,近接結合アーキテクチャを用いた短期量子ハードウェアの実装も容易である。 著しく、compshadowは、相関した読み出しノイズの完全な抑制、基本的に読み出しに対する量子ハードウェアの要求を減らすなど、新しい機能を提供している。 また、単一量子ビットプローブによる多体系特性の探索を促進し、指数的損失抑制を伴う量子通信プロトコルの設計への扉を開く。 我々の発見は、量子状態の読み出しにおける新しい時代の出現を示し、量子情報処理能力の革命的な飛躍の舞台となった。

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