論文の概要: Sequential realization of Quantum Instruments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14588v1
- Date: Tue, 16 Dec 2025 16:56:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.803852
- Title: Sequential realization of Quantum Instruments
- Title（参考訳）: 量子機器の逐次実現
- Authors: Soham Sau, Michal Sedlák,
- Abstract要約: 適応量子回路では、中間回路測定の古典的な結果は次のゲートを決定する。
これにより、POVM、量子チャネル、あるいはより一般的な量子機器を順次実装できるため、N$の測定ステップごとにより少ない量子ビットを使用する必要がある。
適応的な楽器列(ASI)を用いてこれらの問題を数学的に記述し、どのような楽器を分解できるかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In adaptive quantum circuits classical results of mid-circuit measurements determine the upcoming gates. This allows POVMs, quantum channels or more generally quantum instruments to be implemented sequentially, so that fewer qubits need to be used at each of the $N$ measurement steps. In this paper, we mathematically describe these problems via adaptive sequence of instruments (ASI) and show how any instrument can be decomposed into it. Number of steps $N$ and number of ancillary qubits $n_A$ needed for actual implementation are crucial parameters of any such ASI. We show an achievable lower bound on the product $N.n_A$ and we determine in which situations this tradeoff is likely to be optimal. Contrary to common intuition we show that for quantum instruments which transform $n$ to $m(>n)$ qubits, there exist $N$-step ASI implementing them just with $(m-n)$ ancillary qubits, which are remeasured $(N-1)$ times and finally used as output qubits.
- Abstract（参考訳）: 適応量子回路では、中間回路測定の古典的な結果は次のゲートを決定する。
これにより、POVM、量子チャネル、あるいはより一般的な量子機器を順次実装できるため、N$の測定ステップごとにより少ない量子ビットを使用する必要がある。
本稿では,これらの問題をASI(Adaptive Sequence of instrument)を用いて数学的に記述し,どのような楽器を分解できるかを示す。
実際の実装に必要なステップ数$N$とアシラリーキュービット数$n_A$は、そのようなASIの重要なパラメータである。
積 $N.n_A$ の達成可能な下限を示し、このトレードオフがどの状況で最適かを決定する。
一般的な直観とは対照的に、$n$を$m(>n)$ qubitsに変換する量子楽器に対して、$(m-n)$ acillary qubitsで実装した$N$-step ASIが存在する。
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