論文の概要: Coarse-grained quantum state tomography with optimal POVM construction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.06285v1
- Date: Tue, 9 Apr 2024 13:11:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-10 14:40:35.198605
- Title: Coarse-grained quantum state tomography with optimal POVM construction
- Title（参考訳）: 最適POVM構成による粗粒量子状態トモグラフィ
- Authors: Donghun Jung, Young-Wook Cho, Yosep Kim, Junghyun Lee,
- Abstract要約: 我々は,Positive Operator-Valued Measures (POVM) の包括的集合から対象密度行列を再構築する新しい手法を提案する。
我々は、一般化対称情報完全(GSIC)POVMを達成するためにPOVMセットを最適化することにより、CG状態トモグラフィ(QST)の堅牢性と安定性を向上させる。
本研究では,N-qubit CG-QSTのより効率的な構成について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.985603723386298
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Constructing an integrated large-scale qubit system of realistic size requires addressing the challenge of physical crowding among qubits. This constraint poses an issue of coarse-grained (CG) measurement, wherein information from the multi-qubit system is collectively gathered. In this work, we introduce a novel approach to reconstruct the target density matrix from a comprehensive set of Positive Operator-Valued Measures (POVM) using a Parameterized Quantum Circuit (PQC) under the constraint of CG measurement. We improve the robustness and stability of CG quantum state tomography (QST) by optimizing the POVM set to achieve a generalized symmetric informationally complete (GSIC) POVM through maximization of the von Neumann entropy. This optimized construction of CG-POVMs is scalable to an N-qubit system. We further discuss a more efficient construction of N-qubit CG-QST without exponential increases in two-qubit gates or circuit depth per measurement. Our scheme offers a viable pathway towards a detector-efficient large-scale solid-state embedded qubit platform by reconstructing crucial quantum information from collective measurements.
- Abstract（参考訳）: 現実的なサイズの大規模な量子ビットシステムを構築するには、量子ビット間の物理的集団化の課題に対処する必要がある。
この制約は粗粒度測定(CG)の問題であり、多ビットシステムからの情報をまとめて収集する。
本稿では,CG測定の制約下でのパラメータ化量子回路(PQC)を用いて,POVM(Positive Operator-Valued Measures)の包括的集合からターゲット密度行列を再構築する手法を提案する。
我々は、フォン・ノイマンエントロピーの最大化により、一般化された対称情報完全(GSIC)POVMを達成するためにPOVMセットを最適化することにより、CG量子状態トモグラフィ(QST)の堅牢性と安定性を向上させる。
この最適化されたCG-POVMは、N-qubitシステムにスケーラブルである。
さらに,N-qubit CG-QSTのより効率的な構築について検討する。
提案手法は, 集団計測から重要な量子情報を再構成することにより, 検出器効率の高い大規模固体埋込み量子ビットプラットフォームへの実行可能な経路を提供する。
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