論文の概要: Purest Quantum State Identification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.14334v1
• Date: Thu, 20 Feb 2025 07:42:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-21 22:18:11.55894
• Title: Purest Quantum State Identification
• Title（参考訳）: 最も純度の高い量子状態同定
• Authors: Yingqi Yu, Honglin Chen, Jun Wu, Wei Xie, Xiangyang Li,
• Abstract要約: 我々は、$N$サンプルを用いて、未知の$n$-qubit量子状態内で最も純粋なものを識別する方法を設計する。 このフレームワークは、量子技術のサンプリングボトルネックを克服するための具体的な設計原則を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.974066377698044
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Precise identification of quantum states under noise constraints is essential for quantum information processing. In this study, we generalize the classical best arm identification problem to quantum domains, designing methods for identifying the purest one within $K$ unknown $n$-qubit quantum states using $N$ samples. %, with direct applications in quantum computation and quantum communication. We propose two distinct algorithms: (1) an algorithm employing incoherent measurements, achieving error $\exp\left(- \Omega\left(\frac{N H_1}{\log(K) 2^n }\right) \right)$, and (2) an algorithm utilizing coherent measurements, achieving error $\exp\left(- \Omega\left(\frac{N H_2}{\log(K) }\right) \right)$, highlighting the power of quantum memory. Furthermore, we establish a lower bound by proving that all strategies with fixed two-outcome incoherent POVM must suffer error probability exceeding $ \exp\left( - O\left(\frac{NH_1}{2^n}\right)\right)$. This framework provides concrete design principles for overcoming sampling bottlenecks in quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: ノイズ制約下での量子状態の正確な同定は、量子情報処理に不可欠である。 本研究では,古典的最適腕同定問題を量子領域に一般化し,K$未知の$n$-qubit量子状態内における純粋腕同定法を$N$サンプルを用いて設計する。 %, 直接的に量子計算や量子通信に応用した。 本稿では,(1)不整合測定アルゴリズム,(1)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合測定アルゴリズム,(2)不整合処理アルゴリズム,(2)量子メモリのパワーを強調する。 さらに、固定された2つのアウトカム非コヒーレントなPOVMを持つ全ての戦略が、$ \exp\left( - O\left(\frac{NH_1}{2^n}\right)\right)$を超えるエラー確率を負わなければならないことを証明して、下位境界を確立する。 このフレームワークは、量子技術のサンプリングボトルネックを克服するための具体的な設計原則を提供する。

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