論文の概要: Quantum Phase Estimation without Controlled Unitaries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21517v1
• Date: Mon, 28 Oct 2024 20:37:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-30 13:40:12.795244
• Title: Quantum Phase Estimation without Controlled Unitaries
• Title（参考訳）: 制御ユニタリによる量子位相推定
• Authors: Laura Clinton, Toby S. Cubitt, Raul Garcia-Patron, Ashley Montanaro, Maarten Stroeks,
• Abstract要約: 制御自由な量子位相推定を行うため,適応型古典位相探索アルゴリズムを実演する。 我々はFermi-Hubbardモデルのスペクトル推定における両手法の有効性を数値的に検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In this work we demonstrate the use of adapted classical phase retrieval algorithms to perform control-free quantum phase estimation. We eliminate the costly controlled time evolution and Hadamard test commonly required to access the complex time-series needed to reconstruct the spectrum. This significant reduction of the number of coherent controlled-operations lowers the circuit depth and considerably simplifies the implementation of statistical quantum phase estimation in near-term devices. This seemingly impossible task can be achieved by extending the problem that one wishes to solve to one with a larger set of input signals while exploiting natural constraints on the signal and/or the spectrum. We leverage well-established algorithms that are widely used in the context of classical signal processing, demonstrating two complementary methods to do this, vectorial phase retrieval and two-dimensional phase retrieval. We numerically investigate the feasibility of both approaches for estimating the spectrum of the Fermi-Hubbard model and discuss their resilience to inherent statistical noise.
• Abstract（参考訳）: 本研究は、制御自由な量子位相推定を行うために、適応型古典位相探索アルゴリズムを用いることを実証する。 我々は、コストがかかる時間進化を排除し、スペクトルの再構成に必要な複雑な時系列にアクセスするのに必要なアダマールテストを行う。 このコヒーレント制御操作数の大幅な削減は、回路深さを低下させ、短期デバイスにおける統計的量子位相推定の実装を著しく単純化する。 この一見不可能なタスクは、信号やスペクトルの自然な制約を利用しながら、より大きな入力信号のセットで解決したい問題を拡張することで達成できる。 我々は、古典的な信号処理の文脈で広く使われている確立されたアルゴリズムを活用し、ベクトル位相探索と2次元位相探索という2つの相補的手法を実証する。 本稿では,Fermi-Hubbardモデルのスペクトル推定における両手法の有効性を数値的に検討し,その特性について考察する。

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