論文の概要: Measuring entanglement without local addressing via spiral quantum state tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.16603v1
- Date: Mon, 25 Nov 2024 17:37:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-26 14:18:16.765413
- Title: Measuring entanglement without local addressing via spiral quantum state tomography
- Title（参考訳）: スパイラル量子状態トモグラフィーによる局所アドレッシングのない絡み合いの測定
- Authors: Giacomo Marmorini, Takeshi Fukuhara, Daisuke Yamamoto,
- Abstract要約: 量子状態トモグラフィーは、量子コンピュータとシミュレータで生成された量子状態を特定するための重要なツールである。
本稿では,より効率的にスケールできるトモグラフィー手法を提案する。
数値シミュレーションの結果,高いトモグラフィ効率と精度が示された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Quantum state tomography serves as a key tool for identifying quantum states generated in quantum computers and simulators, typically involving local operations on individual particles or qubits to enable measurements in various bases. However, this approach requires an exponentially larger number of measurement setups as quantum platforms grow in size, highlighting the necessity of more scalable methods to efficiently perform quantum state estimation. Here, we present a tomography scheme that scales far more efficiently and, remarkably, eliminates the need for local addressing of single constituents before measurements. Inspired by the "spin-spiral" structure in magnetic materials, our scheme combines a series of measurement setups, each with different spiraling patterns, with compressed sensing techniques. The results of the numerical simulations demonstrate a high degree of tomographic efficiency and accuracy. Additionally, we show how this method is suitable for the measurement of specific entanglement properties of interesting quantum many-body states, such as entanglement entropy, in various realistic experimental conditions. This method offers a positive outlook across a wide range of quantum platforms, including those in which precise individual operations are challenging, such as optical lattice systems.
- Abstract（参考訳）: 量子状態トモグラフィー(Quantum state tomography)は、量子コンピュータやシミュレータで生成された量子状態を特定するための重要なツールであり、通常、様々な基底における測定を可能にするために、個々の粒子や量子ビットの局所的な操作を含む。
しかし、量子プラットフォームのサイズが大きくなるにつれて、このアプローチは指数関数的に多くの測定装置を必要とし、量子状態推定を効率的に行うためのよりスケーラブルな方法の必要性を強調している。
本稿では,より効率的にスケールできるトモグラフィー手法を提案する。
磁気材料の「スピン・スピラル」構造にインスパイアされた我々の手法は、それぞれ異なるスパイラルパターンを持つ一連の測定装置と、圧縮されたセンシング技術を組み合わせたものである。
数値シミュレーションの結果,高いトモグラフィ効率と精度が示された。
さらに,本手法は,様々な現実的な実験条件下での絡み合いエントロピーなどの興味深い量子多体状態の特定の絡み合い特性の測定にどのように適しているかを示す。
この手法は、光学格子系のような正確な個々の操作が困難であるものを含む、幅広い量子プラットフォームに対する肯定的な展望を提供する。
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