論文の概要: Direct estimation of arbitrary observables of an oscillator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.10436v1
• Date: Thu, 13 Mar 2025 14:58:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-14 21:36:22.727353
• Title: Direct estimation of arbitrary observables of an oscillator
• Title（参考訳）: 振動子の任意観測値の直接推定
• Authors: Tanjung Krisnanda, Fernando Valadares, Kyle Timothy Ng Chu, Pengtao Song, Adrian Copetudo, Clara Yun Fontaine, Lukas Lachman, Radim Filip, Yvonne Y. Gao,
• Abstract要約: 観測可能(OREO)推定のための最適化ルーチンを提案する。 OREOは、任意の振動子オブザーバの期待値をトランモン状態にマッピングし、効率的な単発計測を行う。 我々は, 位相空間とその高次モーメントを効率的に測定する手段として, ボソニックcQEDシステムでOREOを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.73124984242397
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum harmonic oscillators serve as fundamental building blocks for quantum information processing, particularly within the bosonic circuit quantum electrodynamics (cQED) platform. Conventional methods for extracting oscillator properties rely on predefined analytical gate sequences to access a restricted set of observables or resource-intensive tomography processes. Here, we introduce the Optimized Routine for Estimation of any Observable (OREO), a numerically optimized protocol that maps the expectation value of arbitrary oscillator observables onto a transmon state for efficient single-shot measurement. We demonstrate OREO in a bosonic cQED system as a means to efficiently measure phase-space quadratures and their higher moments, directly obtain faithful non-Gaussianity ranks, and effectively achieve state preparation independent of initial conditions in the oscillator. These results position OREO as a powerful and flexible tool for extracting information from quantum harmonic oscillators, unlocking new possibilities for measurement, control, and state preparation in continuous-variable quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 量子調和振動子は、特にボゾン回路量子電磁力学(cQED)プラットフォームにおいて、量子情報処理の基本的な構成要素として機能する。 振動子特性を抽出する従来の方法は、制限された可観測物やリソース集約トモグラフィープロセスにアクセスするために、事前に定義された分析ゲートシーケンスに依存する。 本稿では、任意の発振器の期待値をトランスモン状態にマッピングし、効率的な単発計測を行うための数値最適化プロトコルであるOptimized Routine for Estimation of any Observable (OREO)を提案する。 我々は、位相空間の二次構造とその高次モーメントを効率的に測定し、忠実な非ガウス性ランクを直接取得し、発振器の初期条件に依存しない状態準備を効果的に達成する手段として、ボソニックcQEDシステムでOREOを実証する。 これらの結果から、OREOは量子調和振動子から情報を抽出し、連続可変量子情報処理における新しい可能性、制御、状態準備を解放するための強力で柔軟なツールとして位置づけられた。

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