論文の概要: Quantum amplitude estimation from classical signal processing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.14697v1
- Date: Thu, 23 May 2024 15:31:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-24 14:16:19.462689
- Title: Quantum amplitude estimation from classical signal processing
- Title（参考訳）: 古典的信号処理による量子振幅推定
- Authors: Farrokh Labib, B. David Clader, Nikitas Stamatopoulos, William J. Zeng,
- Abstract要約: 本稿では, 振幅推定の問題は, 到着方向推定と呼ばれる信号処理における問題に直接対応できることを示す。
位相推定自由な並列量子振幅推定(QAE)アルゴリズムを作成し、全クエリの複雑さは$sim 4.9/varepsilon$で、並列クエリの複雑さは$sim 0.40/varepsilon$で95%の信頼性を持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate that the problem of amplitude estimation, a core subroutine used in many quantum algorithms, can be mapped directly to a problem in signal processing called direction of arrival (DOA) estimation. The DOA task is to determine the direction of arrival of an incoming wave with the fewest possible measurements. The connection between amplitude estimation and DOA allows us to make use of the vast amount of signal processing algorithms to post-process the measurements of the Grover iterator at predefined depths. Using an off-the-shelf DOA algorithm called ESPRIT together with a compressed-sensing based sampling approach, we create a phase-estimation free, parallel quantum amplitude estimation (QAE) algorithm with a total query complexity of $\sim 4.9/\varepsilon$ and a parallel query complexity of $\sim 0.40/\varepsilon$ at 95% confidence. This performance is a factor of $1.1\times$ and $14\times$ improvement over Rall and Fuller [Quantum 7, 937 (2023)], for worst-case complexity, which to our knowledge is the best published result for amplitude estimation. The approach presented here provides a simple, robust, parallel method to performing QAE, with many possible avenues for improvement borrowing ideas from the wealth of literature in classical signal processing.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,多くの量子アルゴリズムで使用されるコアサブルーチンである振幅推定の問題を,方向推定(DOA)と呼ばれる信号処理の問題に直接マッピングできることを実証する。
DOAタスクは、最も少ない測定値で、受信波の到着方向を決定することである。
振幅推定とDOAの接続により、大量の信号処理アルゴリズムを用いて、事前に定義された深さでGroverイテレータの測定を後処理することができる。
ESPRITと呼ばれるオフ・ザ・シェルフのDOAアルゴリズムと圧縮センシングに基づくサンプリング手法を用いて、合計クエリ複雑性が$\sim 4.9/\varepsilon$、並列クエリ複雑性が$\sim 0.40/\varepsilon$の位相推定自由並列量子振幅推定(QAE)アルゴリズムを95%信頼で作成する。
この性能は、最悪の場合の複雑さに対して、Rell and Fuller (Quantum 7, 937 (2023))よりも1.1\times$と14\times$の改善である。
ここで提示されるアプローチは、QAEを実行するための単純で堅牢で並列な方法を提供し、古典的な信号処理における文学からのアイデアの借用を改善するための多くの道のりを提供する。
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