論文の概要: Gradients, parallelism, and variance of quantum estimates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.11214v1
• Date: Sun, 14 Sep 2025 10:50:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-16 17:26:22.978478
• Title: Gradients, parallelism, and variance of quantum estimates
• Title（参考訳）: 量子推定の勾配、並列性、および分散
• Authors: Francesco Preti, Michael Schilling, József Zsolt Bernád, Tommaso Calarco, Francisco Cárdenas-López, Felix Motzoi,
• Abstract要約: まず、量子振幅推定による観測値の推定に関する標準的アプローチを概観する。 次に、LCU(Linear Combination of Unitary)による量子回路上の分散伝搬の解析を行う。 我々は、n-qubitゲートと時間依存量子制御勾配に基づく最も一般的な勾配に対するLCU勾配フレームワークを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0288576393671787
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Computation of observables and their gradients on near-term quantum hardware is a central aspect of any quantum algorithm. In this work, we first review standard approaches to the estimation of observables with and without quantum amplitude estimation for both cost functions and gradients, discuss sampling problems, and analyze variance propagation on quantum circuits with and without Linear Combination of Unitaries (LCU). Afterwards, we systematically analyze the standard approaches to gradient computation with LCU circuits. Finally, we develop a LCU gradient framework for the most general gradients based on n-qubit gates and for time-dependent quantum control gradient, analyze the convergence behaviour of the circuit estimators, and provide detailed circuit representations of both for near-term and fault-tolerant hardware.
• Abstract（参考訳）: オブザーバブルの計算とその短期量子ハードウェアへの勾配は、あらゆる量子アルゴリズムの中心的な側面である。 本稿では、まず、コスト関数と勾配の両方に対する量子振幅推定と量子振幅推定の標準手法を概説し、サンプリング問題について議論し、LCU(Linear Combination of Unitaries)による量子回路上の分散伝搬を分析した。 その後、LCU回路を用いた勾配計算の標準手法を体系的に分析する。 最後に、n-qubitゲートと時間依存量子制御勾配に基づく最も一般的な勾配のためのLCU勾配フレームワークを開発し、回路推定器の収束挙動を分析し、短期および耐故障性ハードウェアの両方について詳細な回路表現を提供する。

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