論文の概要: Efficient Self-Consistent Quantum Comb Tomography on the Product Stiefel Manifold

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.00875v1
• Date: Sun, 30 Nov 2025 12:47:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-02 19:46:34.46784
• Title: Efficient Self-Consistent Quantum Comb Tomography on the Product Stiefel Manifold
• Title（参考訳）: 製品スティフェル多様体の高効率自己持続量子コムトモグラフィ
• Authors: Xinlin He, Zetong Li, Congcong Zheng, Sixuan Li, Xutao Yu, Zaichen Zhang,
• Abstract要約: 本稿では,量子コム,楽器セット,初期状態を単一の幾何学的実体に統一する自己整合性フレームワークを提案する。 我々の研究は、少ない計算資源で量子コムを効率的に学習できる可能性を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.54023142671531
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Characterizing non-Markovian quantum dynamics is currently hindered by the self-inconsistency and high computational complexity of existing quantum comb tomography (QCT) methods. In this work, we propose a self-consistent framework that unifies the quantum comb, instrument set, and initial states into a single geometric entity, termed as the Comb-Instrument-State (CIS) set. We demonstrate that the CIS set naturally resides on a product Stiefel manifold, allowing the tomography problem to be solved via efficient unconstrained Riemannian optimization while automatically preserving physical constraints. Numerical simulations confirm that our approach is computationally scalable and robust against gate definition errors, significantly outperforming conventional isometry-based QCT methods. Our work indicates the potential to efficiently learn quantum comb with fewer computational resources.
• Abstract（参考訳）: 非マルコフ量子力学の特徴付けは現在、既存の量子コム断層法(QCT)の自己整合性と高い計算複雑性によって妨げられている。 本研究では,量子コム,計器セット,初期状態を1つの幾何学的実体に統一する自己整合性フレームワークを提案し,これをComb-Instrument-State (CIS) と呼ぶ。 我々は、CIS集合が自然に積 Stiefel 多様体上に存在することを示し、トモグラフィー問題は、物理的制約を自動的に保ちながら効率的な非制約リーマン最適化によって解決できることを示した。 数値シミュレーションにより, 従来の等尺波を用いたQCT法よりも高い精度で, ゲート定義誤差に対して, 計算精度が高く, 頑健であることが確認された。 我々の研究は、少ない計算資源で量子コムを効率的に学習できる可能性を示している。

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