論文の概要: Quantum Tensor Product Decomposition from Choi State Tomography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05018v2
• Date: Tue, 18 Jun 2024 18:11:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-22 05:29:03.382033
• 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, Arsalan Adil, Michael J. Hartmann, Zoë Holmes, 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、純粋な量子状態の双極子エンタングルメントを測定するためのゴーツーツールである。 同様に、作用素シュミット(英語版)あるいはテンソル積分解(英語版)を用いて量子演算の絡み合う特徴を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、演算子のレベルでの絡み合う性質は、サンプルの複雑さの指数的な性質のため、量子計算の枠組みから抽出するのが困難である。 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。 等方的ハイゼンベルクモデルの時間進化ユニタリ上で2次元の手法とその応用を実証する。

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