論文の概要: Dynamic Estimation Loss Control in Variational Quantum Sensing via Online Conformal Inference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.23389v1
• Date: Thu, 29 May 2025 12:19:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-30 18:14:07.847222
• Title: Dynamic Estimation Loss Control in Variational Quantum Sensing via Online Conformal Inference
• Title（参考訳）: オンラインコンフォーマル推論による変分量子センシングにおける動的推定損失制御
• Authors: Ivana Nikoloska, Hamdi Joudeh, Ruud van Sloun, Osvaldo Simeone,
• Abstract要約: 現在の変分量子センシング法は厳密な性能保証を欠いている。 本稿では,パラメータの変動を動的に更新するオンラインVQS制御フレームワークを提案する。 量子磁気学タスクの実験では、提案された動的VQSアプローチが、正確な推定をしながら、時間とともに必要な信頼性を維持していることを確認した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.72602887300498
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum sensing exploits non-classical effects to overcome limitations of classical sensors, with applications ranging from gravitational-wave detection to nanoscale imaging. However, practical quantum sensors built on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices face significant noise and sampling constraints, and current variational quantum sensing (VQS) methods lack rigorous performance guarantees. This paper proposes an online control framework for VQS that dynamically updates the variational parameters while providing deterministic error bars on the estimates. By leveraging online conformal inference techniques, the approach produces sequential estimation sets with a guaranteed long-term risk level. Experiments on a quantum magnetometry task confirm that the proposed dynamic VQS approach maintains the required reliability over time, while still yielding precise estimates. The results demonstrate the practical benefits of combining variational quantum algorithms with online conformal inference to achieve reliable quantum sensing on NISQ devices.
• Abstract（参考訳）: 量子センシングは、重力波検出からナノスケールイメージングまで、古典的なセンサーの限界を克服するために古典的でない効果を利用する。 しかし、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイス上に構築された実用的な量子センサは、大きなノイズやサンプリングの制約に直面し、現在の変分量子センシング(VQS)法は厳密な性能保証を欠いている。 本稿では,パラメータの変動を動的に更新するオンラインVQS制御フレームワークを提案する。 オンライン共形推論手法を活用することにより,長期的リスクレベルが保証された逐次推定セットを生成する。 量子磁気学タスクの実験では、提案された動的VQSアプローチが、正確な推定をしながら、時間とともに必要な信頼性を維持していることを確認した。 この結果は,NISQデバイス上で信頼性の高い量子センシングを実現するために,変分量子アルゴリズムとオンライン共形推論を組み合わせた実用的利点を示す。

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