論文の概要: Variational quantum state preparation for quantum-enhanced metrology in noisy systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.01859v2
- Date: Wed, 24 Jul 2024 23:49:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-26 18:57:36.015499
- Title: Variational quantum state preparation for quantum-enhanced metrology in noisy systems
- Title(参考訳): 雑音系における量子化量子論のための変分量子状態準備
- Authors: Juan C. Zuñiga Castro, Jeffrey Larson, Sri Hari Krishna Narayanan, Victor E. Colussi, Michael A. Perlin, Robert J. Lewis-Swan,
- Abstract要約: 我々は,低深さ変動量子回路(VQC)を,重畳雑音を受ける量子ビットの連鎖に適用した大域回転とエンタングリング演算からなるシミュレーションを行った。
VQCで実装されたエンタングリング操作の詳細にかかわらず、最適量子状態は、定性的な状態の三重項に広く分類できる。
この知見は,絡み合いを利用した次世代量子センサの最適状態調整戦略の設計に有用である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.7652747219811168
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate optimized quantum state preparation for quantum metrology applications in noisy environments. Using the QFI-Opt package, we simulate a low-depth variational quantum circuit (VQC) composed of a sequence of global rotations and entangling operations applied to a chain of qubits that are subject to dephasing noise. The parameters controlling the VQC are numerically optimized to maximize the quantum Fisher information, which characterizes the ultimate metrological sensitivity of a quantum state with respect to a global rotation. We find that regardless of the details of the entangling operation implemented in the VQC, the optimal quantum states can be broadly classified into a trio of qualitative regimes--cat-like, squeezed-like, and product states--associated with different dephasing rates. Our findings are relevant for designing optimal state-preparation strategies for next-generation quantum sensors exploiting entanglement, such as time and frequency standards and magnetometers, aimed at achieving state-of-the-art performance in the presence of noise and decoherence.
- Abstract(参考訳): 雑音環境における量子気象学応用のための最適化された量子状態準備について検討する。
QFI-Optパッケージを用いて,大域回転列からなる低深さ変動量子回路(VQC)を,重畳雑音を受ける量子ビットの連鎖に適用したエンタングリング演算をシミュレートする。
VQCを制御するパラメータは、量子フィッシャー情報を最大化するために数値的に最適化される。
VQCで実装されたエンタングリング操作の詳細にかかわらず、最適量子状態は、異なるデファスレートに関連する定性的な状態、すなわちキャット様、スクイード様、および積状態の3つに広く分類することができる。
本研究は,ノイズやデコヒーレンスの存在下での最先端性能の実現を目的とした,時間・周波数標準や磁気センサなどの絡み合いを利用した次世代量子センサの最適状態調整戦略の設計に関係している。
関連論文リスト
- Diffusion-Inspired Quantum Noise Mitigation in Parameterized Quantum Circuits [10.073911279652918]
量子ノイズと拡散モデルの関係について検討する。
本稿では,PQCにおける量子ノイズを軽減するために,拡散に着想を得た新しい学習手法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-06-02T19:35:38Z) - Quantum control by the environment: Turing uncomputability, Optimization over Stiefel manifolds, Reachable sets, and Incoherent GRAPE [56.47577824219207]
多くの現実的な状況において、制御された量子系は環境と相互作用する。
本稿では,環境を資源として利用したオープン量子システムの制御に関するいくつかの結果について概説する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-03-20T10:09:13Z) - Variational Quantum Eigensolvers with Quantum Gaussian Filters for solving ground-state problems in quantum many-body systems [2.5425769156210896]
量子多体系における基底状態を近似する新しい量子アルゴリズムを提案する。
我々の手法は変分量子固有解法(VQE)と量子ガウスフィルタ(QGF)を統合する。
提案手法は,特に雑音条件下での収束速度と精度の向上を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-24T14:01:52Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-10T22:33:00Z) - Estimating the degree of non-Markovianity using variational quantum
circuits [0.0]
我々は、環境の非マルコビアン性の度合いを推定するために、キュービットをプローブとして用いることを提案する。
正確な推定を行うために, 量子環境相互作用の最適シーケンスを求める。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-02-28T17:14:46Z) - Identification of topological phases using classically-optimized
variational quantum eigensolver [0.6181093777643575]
変分量子固有解法(VQE)は、量子コンピュータにおけるハイブリッド量子古典アルゴリズムの候補として期待されている。
本稿では,従来のコンピュータ上で最適化プロセス全体を効率的に行う古典最適化VQE(co-VQE)を提案する。
共同VQEでは、パラメータが最適化された後のみ、量子コンピュータを用いて非局所的な量を測定する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-02-07T02:26:58Z) - Dynamical learning of a photonics quantum-state engineering process [48.7576911714538]
実験的な高次元量子状態の工学は、いくつかの量子情報プロトコルにとって重要な課題である。
我々は、フォトニック軌道Angular Momentum(OAM)ステートを設計するための自動適応最適化プロトコルを実装した。
このアプローチは、量子情報プロトコルや技術のためのノイズの多い実験タスクを自動最適化するための強力なツールである。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-01-14T19:24:31Z) - Circuit Symmetry Verification Mitigates Quantum-Domain Impairments [69.33243249411113]
本稿では,量子状態の知識を必要とせず,量子回路の可換性を検証する回路指向対称性検証を提案する。
特に、従来の量子領域形式を回路指向安定化器に一般化するフーリエ時間安定化器(STS)手法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-27T21:15:35Z) - Pulse-level noisy quantum circuits with QuTiP [53.356579534933765]
我々はQuTiPの量子情報処理パッケージであるqutip-qipに新しいツールを導入する。
これらのツールはパルスレベルで量子回路をシミュレートし、QuTiPの量子力学解法と制御最適化機能を活用する。
シミュレーションプロセッサ上で量子回路がどのようにコンパイルされ、制御パルスがターゲットハミルトニアンに作用するかを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-20T17:06:52Z) - Quantum circuit architecture search for variational quantum algorithms [88.71725630554758]
本稿では、QAS(Quantum Architecture Search)と呼ばれるリソースと実行時の効率的なスキームを提案する。
QASは、よりノイズの多い量子ゲートを追加することで得られる利点と副作用のバランスをとるために、自動的にほぼ最適アンサッツを求める。
数値シミュレータと実量子ハードウェアの両方に、IBMクラウドを介してQASを実装し、データ分類と量子化学タスクを実現する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-20T12:06:27Z) - Policy Gradient based Quantum Approximate Optimization Algorithm [2.5614220901453333]
本稿では,QAOAの変動パラメータをノイズキャンバス方式で最適化するために,政策段階に基づく強化学習アルゴリズムが適していることを示す。
単一および多ビット系における量子状態伝達問題に対するアルゴリズムの性能解析を行う。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-02-04T00:46:51Z)
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。