論文の概要: Non-Clifford diagonalization for measurement shot reduction in quantum expectation value estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.11898v1
- Date: Wed, 21 Aug 2024 18:00:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-23 18:16:33.380468
- Title: Non-Clifford diagonalization for measurement shot reduction in quantum expectation value estimation
- Title（参考訳）: 量子期待値推定における測定ショット削減のための非クリフォード対角化
- Authors: Nicolas PD Sawaya, Daan Camps, Norm M. Tubman, Grant M. Rotskoff, Ryan LaRose,
- Abstract要約: 短期量子コンピュータ上での期待値を推定するには、しばしば非常に多くの測定を必要とする。
本稿では,この可換性の制約を緩和する手法を提案する。
我々は、$k$-NoCliDが回路ショットの数を減少させることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3514953384460016
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Estimating expectation values on near-term quantum computers often requires a prohibitively large number of measurements. One widely-used strategy to mitigate this problem has been to partition an operator's Pauli terms into sets of mutually commuting operators. Here, we introduce a method that relaxes this constraint of commutativity, instead allowing for entirely arbitrary terms to be grouped together, save a locality constraint. The key idea is that we decompose the operator into arbitrary tensor products with bounded tensor size, ignoring Pauli commuting relations. This method -- named $k$-NoCliD ($k$-local non-Clifford diagonalization) -- allows one to measure in far fewer bases in most cases, often (though not always) at the cost of increasing the circuit depth. We introduce several partitioning algorithms tailored to both fermionic and bosonic Hamiltonians. For electronic structure, vibrational structure, Fermi-Hubbard, and Bose-Hubbard Hamiltonians, we show that $k$-NoCliD reduces the number of circuit shots, often by a very large margin.
- Abstract（参考訳）: 短期量子コンピュータ上での期待値を推定するには、しばしば非常に多くの測定を必要とする。
この問題を緩和するために広く使われている戦略の1つは、作用素のパウリ項を相互に通勤する作用素の集合に分割することである。
本稿では,この可換性の制約を緩和する手法を提案する。
鍵となる考え方は、作用素を有界なテンソルサイズを持つ任意のテンソル積に分解し、パウリの可換関係を無視して考えることである。
この手法は (k$-NoCliD (k$-local non-Clifford diagonalization) と呼ばれ、ほとんどの場合において、回路深度を増大させるコストで(常にではないが)はるかに少ないベースで測定することができる。
フェルミオンおよびボソニックハミルトニアンに合わせたいくつかのパーティショニングアルゴリズムを導入する。
電子構造、振動構造、Fermi-Hubbard、Bose-Hubbard Hamiltonians の場合、$k$-NoCliD は回路ショットの数を非常に大きなマージンで減少させる。
関連論文リスト
- Operator space fragmentation in perturbed Floquet-Clifford circuits [0.0]
フロッケ量子回路は、幅広い非平衡量子状態を実現することができる。
ランダムなフロケ・クリフォード回路における演算子の局所化とカオス発生の安定性について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-02T19:18:30Z) - Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。
我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z) - $k$-commutativity and measurement reduction for expectation values [0.0]
テンソル積空間上の作用素、特に qubit 上のパウリ弦の可換性の概念を導入し、これは qubit-wise 可換性と (完全)可換性の間に補間する。
本稿では, 量子回路における観測値の期待値の測定に応用し, 回路深さの増大による測定回数の減少を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-19T04:12:56Z) - Quadratic Lower bounds on the Approximate Stabilizer Rank: A Probabilistic Approach [6.169364905804677]
量子状態の近似安定化器ランクは、その状態の任意の近似分解における最小の項数である。
我々は近似ランクの下位境界を、近似パラメータの広い範囲に対して$tilde Omega(sqrt n)$に改善する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-17T15:09:41Z) - A lower bound on the space overhead of fault-tolerant quantum computation [51.723084600243716]
しきい値定理は、フォールトトレラント量子計算の理論における基本的な結果である。
振幅雑音を伴う耐故障性量子計算の最大長に対する指数的上限を証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-31T22:19:49Z) - Nystr\"om Kernel Mean Embeddings [92.10208929236826]
Nystr"om法に基づく効率的な近似手法を提案する。
サブサンプルサイズの条件は標準の$n-1/2$レートを得るのに十分である。
本稿では,この結果の最大誤差と二次規則の近似への応用について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-31T08:26:06Z) - Random quantum circuits transform local noise into global white noise [118.18170052022323]
低忠実度状態におけるノイズランダム量子回路の測定結果の分布について検討する。
十分に弱くユニタリな局所雑音に対して、一般的なノイズ回路インスタンスの出力分布$p_textnoisy$間の相関(線形クロスエントロピーベンチマークで測定)は指数関数的に減少する。
ノイズが不整合であれば、出力分布は、正確に同じ速度で均一分布の$p_textunif$に近づく。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-29T19:26:28Z) - Halving the cost of quantum multiplexed rotations [0.0]
我々は、$c$制御を持つ多重量子ゲートの$b$-bit近似に必要な$T$ゲートの数を改善する。
以上の結果から,2要素あるいはテンソルハイパーコントラクション表現の量子化に基づく最先端電子構造シミュレーションのコストを約半分に抑えることができた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-26T06:49:44Z) - Annihilating Entanglement Between Cones [77.34726150561087]
ローレンツ錐体は、ある種の強いレジリエンス特性を満たす対称基底を持つ唯一の円錐体であることを示す。
我々の証明はローレンツ・コーンの対称性を利用しており、エンタングルメント蒸留のプロトコルに類似した2つの構造を適用している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-22T15:02:39Z) - Random quantum circuits anti-concentrate in log depth [118.18170052022323]
本研究では,典型的な回路インスタンスにおける測定結果の分布に要するゲート数について検討する。
我々の反集中の定義は、予測衝突確率が分布が均一である場合よりも大きい定数因子に過ぎないということである。
ゲートが1D環上で最寄りである場合と、ゲートが長距離である場合の両方において、$O(n log(n))ゲートも十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-24T18:44:57Z) - Approximate unitary $t$-designs by short random quantum circuits using
nearest-neighbor and long-range gates [0.0]
ply(t)cdot n1/D$-depth local random quantum circuits with two qudit Near-ighbor gates are almost $t$-designs in various measures。
また,異なるモデルを用いた深度O(log(n)loglog(n)において,反濃縮が可能であることを証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2018-09-18T22:28:15Z)
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。