論文の概要: Quantum Tensor Product Decomposition from Choi State Tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05018v1
- Date: Wed, 7 Feb 2024 16:36:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-08 14:28:35.256475
- Title: Quantum Tensor Product Decomposition from Choi State Tomography
- Title(参考訳): チョイ状態トモグラフィによる量子テンソル生成物分解
- Authors: Refik Mansuroglu and Arsalan Adil and Michael J. Hartmann and Zo\"e
Holmes and Andrew T. Sornborger
- Abstract要約: 単位系のテンソル積分解を計算するために,小さなサブシステムと大きなサブシステム(環境)に不均衡なパーティションを分割するアルゴリズムを提案する。
この量子アルゴリズムは、演算子非局所性、サブシステム上での効果的なオープン量子力学、低ランク近似の発見、量子回路ユニタリの低深度コンパイルに使用できる。
- 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 Schmidt decomposition is the go-to tool for measuring bipartite
entanglement of pure quantum states. Similarly, it is possible to study the
entangling features of a quantum operation using its operator-Schmidt, or
tensor product decomposition. While quantum technological implementations of
the former are thoroughly studied, entangling properties on the operator level
are harder to extract in the quantum computational framework because of the
exponential nature of sample complexity. Here we present an algorithm for
unbalanced partitions into a small subsystem and a large one (the environment)
to compute the tensor product decomposition of a unitary whose effect on the
small subsystem is captured in classical memory while the effect on the
environment is accessible as a quantum resource. This quantum algorithm may be
used to make predictions about operator non-locality, effective open quantum
dynamics on a subsystem, as well as for finding low-rank approximations and
low-depth compilations of quantum circuit unitaries. We demonstrate the method
and its applications on a time-evolution unitary of an isotropic Heisenberg
model in two dimensions.
- Abstract(参考訳): シュミット分解(Schmidt decomposition)は、純粋な量子状態の2部交絡を測定するためのツールである。
同様に、量子演算の絡み合いの特徴を作用素シュミットやテンソル積分解を用いて研究することができる。
前者の量子技術実装は徹底的に研究されているが、演算子レベルでの絡み合い性は、サンプル複雑性の指数関数的性質のため、量子計算の枠組みでは抽出が困難である。
ここでは、小サブシステムへの不均衡分割と、小サブシステムに対する影響を古典記憶に捉えつつ、その環境に対する影響を量子資源としてアクセス可能なユニタリのテンソル積分解を計算するための大部分(環境)のアルゴリズムを提案する。
この量子アルゴリズムは、演算子の非局所性、サブシステム上の効果的なオープン量子ダイナミクスの予測、そして量子回路ユニタリの低ランク近似や低深さコンパイルを見つけるのに使うことができる。
本研究では,2次元の等方性ハイゼンベルク模型の時間発展ユニタリ上での手法と応用を実証する。
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