論文の概要: Quantum circuit design for mixture and preparation of arbitrary pure and mixed quantum states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.19172v1
• Date: Thu, 28 Mar 2024 06:37:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-29 17:12:54.304119
• Title: Quantum circuit design for mixture and preparation of arbitrary pure and mixed quantum states
• Title（参考訳）: 任意の純および混合量子状態の混合と調製のための量子回路設計
• Authors: Bo-Hung Chen, Dah-Wei Chiou, Jie-Hong Roland Jiang,
• Abstract要約: 本稿では、任意の混合量子状態を作成することの課題に対処する。 2つの回路設計法が提示され、1つは純状態の混合によるものであり、もう1つは精製によるものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 25.01488143369413
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper addresses the challenge of preparing arbitrary mixed quantum states, an area that has not been extensively studied compared to pure states. Two circuit design methods are presented: one via a mixture of pure states and the other via purification. A novel strategy utilizing the Cholesky decomposition is proposed to improve both computational efficiency during preprocessing and circuit efficiency in the resulting circuits, offering significant advantages, especially when the targeted density matrix is low-ranked or sparse. By leveraging the incomplete Cholesky decomposition with threshold dropping, we also propose an appealing strategy for generating a high-fidelity approximation of the targeted density matrix, enabling substantial efficiency enhancement at the cost of mild fidelity loss. Additionally, as a closely related issue, we prove the "no-superposing theorem": given a certain number of arbitrary unknown pure states as input, it is impossible to devise an operation that produces an output state as the superposition of the input states with predefined coefficients unless all but one of the coefficients vanish.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、純状態と比較して広く研究されていない領域である任意の混合量子状態を作成することの課題に対処する。 2つの回路設計法が提示され、1つは純状態の混合によるものであり、もう1つは精製によるものである。 コレスキー分解を利用した新しい手法が提案され、前処理時の計算効率と回路効率を両立させ、特にターゲット密度行列が低ランクまたはスパースである場合に顕著な利点をもたらす。 また, 不完全コレスキー分解としきい値降下を利用して, ターゲット密度行列の高忠実度近似を生成することにより, 軽度忠実度損失のコストに対して, 実質的な効率向上を実現する方法を提案する。 さらに、密接に関連する問題として、「超越定理」(no-superposing theorem) を証明している: ある任意の未知の純粋状態が入力として与えられたとき、ある係数を除くすべての係数が消えない限り、入力状態の重ね合わせとして出力状態を生成する演算を考案することは不可能である。

関連論文リスト

• Quantum State Preparation Circuit Optimization Exploiting Don't Cares [6.158168913938158]
  量子状態の準備は量子レジスタを初期化し、量子アルゴリズムの実行に必須である。 既存の方法は初期回路を合成し、コンパイラを利用して回路のゲート数を削減する。 そこで,本研究では,従来の回路の代替として,このようなユニタリを識別するピープホール最適化アルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-02T18:40:42Z)
• Pure State Inspired Lossless Post-selected Quantum Metrology of Mixed States [3.4840877804354236]
  量子フィッシャー情報は、非常に少ないサンプルのサブアンサンブルに無害に圧縮できることを示す。 混合状態の密度作用素のパラメトリック微分が密度行列の支持によって消滅すると、損失のないポスト選択が達成される。 この結果は,デコヒーレンスの存在下での現実的なポストセレクト量子気象学に有用である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-01T09:21:06Z)
• Forward and Backward Constrained Bisimulations for Quantum Circuits using Decision Diagrams [3.788308836856851]
  我々は,古典コンピュータ上での量子回路のシミュレーションを効率的に行う手法を開発した。 特に,制約バイシミュレーションにより,決定図に基づく量子回路シミュレーションを桁違いに高速化できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-18T12:40:47Z)
• Randomized semi-quantum matrix processing [0.0]
  汎用行列関数をシミュレートするためのハイブリッド量子古典的フレームワークを提案する。 この方法は、対象関数のチェビシェフ近似上のランダム化に基づいている。 コストのかかるパラメータの2次高速化を含む,平均深度に対する利点を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-21T18:00:28Z)
• Efficient estimation of trainability for variational quantum circuits [43.028111013960206]
  変動量子回路のコスト関数とその分散を効率よく計算する方法を見出した。 この方法は、変分量子回路のトレーニング容易性を証明し、バレンプラトー問題を克服できる設計戦略を探索するために用いられる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-09T14:05:18Z)
• Importance sampling for stochastic quantum simulations [68.8204255655161]
  我々は、係数に応じてハミルトン式からサンプリングしてランダムな積公式を構築するqDriftプロトコルを導入する。 サンプリング段階における個別のシミュレーションコストを考慮し、同じ精度でシミュレーションコストを削減可能であることを示す。 格子核効果場理論を用いて数値シミュレーションを行った結果, 実験結果が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-12T15:06:32Z)
• Suppressing Amplitude Damping in Trapped Ions: Discrete Weak Measurements for a Non-unitary Probabilistic Noise Filter [62.997667081978825]
  この劣化を逆転させるために、低オーバーヘッドプロトコルを導入します。 振幅減衰雑音に対する非単位確率フィルタの実装のための2つのトラップイオンスキームを提案する。 このフィルタは、単一コピー準蒸留のためのプロトコルとして理解することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-06T18:18:41Z)
• Improved Quantum Algorithms for Fidelity Estimation [77.34726150561087]
  証明可能な性能保証を伴う忠実度推定のための新しい,効率的な量子アルゴリズムを開発した。 我々のアルゴリズムは量子特異値変換のような高度な量子線型代数技術を用いる。 任意の非自明な定数加算精度に対する忠実度推定は一般に困難であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-30T02:02:16Z)
• Nonuniform-to-Uniform Quantization: Towards Accurate Quantization via Generalized Straight-Through Estimation [48.838691414561694]
  非一様量子化(英: Nonuniform-to-Uniform Quantization、N2UQ)は、ハードウェアフレンドリーで効率的な非一様法の強力な表現能力を維持できる方法である。 N2UQはImageNet上で最先端の非一様量子化法を0.71.8%上回る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-29T18:59:55Z)
• Dual-state purification for practical quantum error mitigation [5.625946422295428]
  量子エラー軽減は、量子ビット数に制限のあるノイズの多い量子コンピュータ上での計算に不可欠である。 本稿では,量子状態の仮想的清浄により,量子ビットオーバーヘッドを伴わずに誤りを緩和する実用的なプロトコルを提案する。 量子変分固有解回路を用いて,誤差の低減を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-04T01:33:35Z)
• Efficient simulatability of continuous-variable circuits with large Wigner negativity [62.997667081978825]
  ウィグナー負性性は、いくつかの量子計算アーキテクチャにおいて計算上の優位性に必要な資源であることが知られている。 我々は、大きく、おそらくは有界で、ウィグナー負性を示し、しかし古典的に効率的にシミュレートできる回路の広大な族を同定する。 我々は,高次元離散可変量子回路のシミュラビリティとボソニック符号とのリンクを確立することにより,本結果の導出を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-25T11:03:42Z)

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。