論文の概要: Certifying Quantum States with Uniform Measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.09259v1
• Date: Tue, 12 Aug 2025 18:00:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-14 20:42:00.65216
• Title: Certifying Quantum States with Uniform Measurements
• Title（参考訳）: 一様測定による量子状態の認証
• Authors: Liang Mao, Yifei Wang, Yingfei Gu, Chengshu Li,
• Abstract要約: 現在のほとんどの量子情報処理スキームでは、量子解決された演算と測定が必要とされる。 より資源効率のよい代替手段は、一様測定であり、そこでは、測定前に、サイト非依存のキュービットの回転が実行される。 均一な測定により、高い絡み合いと広く有用な量子状態の族である特定のグラフ状態が証明できることが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.157898052067532
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Qubit-resolved operations and measurements are required for most current quantum information processing schemes. However, these operations can be experimentally costly due to the need for local addressing, demanding significant classical control. A more resource-efficient alternative to extract information is uniform measurement, where a site-independent rotation of qubits is performed before measuring in the computational basis. This operation can be performed in parallel, or globally, in atom- and ion-based platforms, reducing resource cost and increasing fidelity. In this work, we initiate the exploration of the utility of this operation in quantum information processing. In particular, we demonstrate that uniform measurements can certify certain graph states, a family of highly entangled and broadly useful quantum states. We provide a sample-efficient certification algorithm with a proved performance guarantee, together with an experimental scheme based on analog-mode Rydberg atom arrays. Uniform measurements, therefore, allow direct and efficient characterization of quantum states on quantum platforms in a hitherto unexplored manner.
• Abstract（参考訳）: 現在のほとんどの量子情報処理スキームでは、量子解決された演算と測定が必要とされる。 しかし、これらの操作は、ローカルアドレスを必要とするため、実験的にコストがかかる可能性がある。 情報抽出のためのよりリソース効率のよい代替手段は、一様測定であり、計算ベースで測定する前に、キュービットのサイト非依存の回転が行われる。 この操作は、原子およびイオンベースのプラットフォームで並列またはグローバルに実行することができ、リソースコストを低減し、忠実度を増大させる。 本研究では,量子情報処理におけるこの操作の有用性を探究する。 特に、均一な測定によって、高絡み合いで広く有用な量子状態の族である特定のグラフ状態が証明できることを実証する。 本稿では,アナログモードRydberg原子配列に基づく実験手法とともに,性能保証を実証したサンプル効率証明アルゴリズムを提案する。 したがって、均一な測定により、探索されていない方法で量子プラットフォーム上での量子状態の直接的で効率的なキャラクタリゼーションが可能になる。

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