論文の概要: Simulation-Free Fidelity Estimation via Quantum Output Order Statistics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.13026v1
- Date: Tue, 14 Oct 2025 22:53:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-16 20:13:28.439346
- Title: Simulation-Free Fidelity Estimation via Quantum Output Order Statistics
- Title（参考訳）: 量子出力次数統計を用いたシミュレーション自由忠実度推定
- Authors: Tobias Micklitz,
- Abstract要約: 本研究では,高絡み合いのカオス状態からの出力確率の順序統計に基づいて,大規模量子回路の忠実度を推定するシミュレーションフリー手法を提案する。
本研究では,クロスエントロピーベンチマークが高価であり,直接忠実度推定が難しい中間規模量子回路の実用性を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a simulation-free method to estimate the fidelity of large quantum circuits based on the order statistics of measured output probabilities from highly entangled, chaotic states. The approach requires only the highest-probability output bitstrings -- the most frequently observed measurement outcomes -- and builds on exact analytical results for the order statistics of Haar-random quantum states derived here. Analyzing their modification under depolarizing noise, we propose a scalable fidelity estimator, validated on Google's 12-qubit Sycamore experiment and further supported by numerical simulations. We demonstrate its practicality for intermediate-scale quantum circuits, where cross-entropy benchmarking is costly and direct fidelity estimation is difficult.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,高絡み合いのカオス状態からの出力確率の順序統計に基づいて,大規模量子回路の忠実度を推定するシミュレーションフリー手法を提案する。
このアプローチでは、最も高い確率の出力ビットストリング(最も頻繁に観測される測定結果)しか必要とせず、ここで導かれるハールランダム量子状態の順序統計の正確な分析結果に基づいている。
偏極雑音下での修正を解析し,Google の 12-qubit Sycamore 実験で検証したスケーラブルな忠実度推定器を提案し,数値シミュレーションでさらに支持した。
本研究では,クロスエントロピーベンチマークが高価であり,直接忠実度推定が難しい中間規模量子回路の実用性を実証する。
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