論文の概要: A two-stage solution to quantum process tomography: error analysis and
optimal design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.08952v1
- Date: Wed, 14 Feb 2024 05:45:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-15 16:57:55.749491
- Title: A two-stage solution to quantum process tomography: error analysis and
optimal design
- Title（参考訳）: 量子プロセストモグラフィーの2段階解:誤差解析と最適設計
- Authors: Shuixin Xiao, Yuanlong Wang, Jun Zhang, Daoyi Dong, Gary J. Mooney,
Ian R. Petersen, and Hidehiro Yonezawa
- Abstract要約: トレース保存型および非トレース保存型量子プロセストモグラフィーのための2段階の解法を提案する。
我々のアルゴリズムは、$O(MLd2)$の計算複雑性を示し、$d$は量子システムの次元である。
提案アルゴリズムの性能と効率を実証するために,IBM量子デバイス上での数値例と実験を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.648667887733229
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum process tomography is a critical task for characterizing the dynamics
of quantum systems and achieving precise quantum control. In this paper, we
propose a two-stage solution for both trace-preserving and non-trace-preserving
quantum process tomography. Utilizing a tensor structure, our algorithm
exhibits a computational complexity of $O(MLd^2)$ where $d$ is the dimension of
the quantum system and $ M $, $ L $ represent the numbers of different input
states and measurement operators, respectively. We establish an analytical
error upper bound and then design the optimal input states and the optimal
measurement operators, which are both based on minimizing the error upper bound
and maximizing the robustness characterized by the condition number. Numerical
examples and testing on IBM quantum devices are presented to demonstrate the
performance and efficiency of our algorithm.
- Abstract（参考訳）: 量子プロセストモグラフィーは、量子系の力学を特徴づけ、正確な量子制御を達成するための重要なタスクである。
本稿では,トレース保存型および非トレース保存型量子プロセストモグラフィーのための2段階の解法を提案する。
テンソル構造を用いることで、計算量はo(mld^2)$であり、ここでは$d$は量子系の次元、$m $, $l$はそれぞれ異なる入力状態と測定演算子の数を表す。
解析誤差上限を設定し, 最適入力状態と最適測定演算子を設計し, 誤差上限を最小化し, 条件数によって特徴付けられるロバスト性を最大化する。
本アルゴリズムの性能と効率を示すために,ibm量子デバイスにおける数値例とテストを行った。
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