論文の概要: Optimal qudit overlapping tomography and optimal measurement order

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.10059v1
• Date: Thu, 15 Jan 2026 04:24:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-16 19:43:18.985519
• Title: Optimal qudit overlapping tomography and optimal measurement order
• Title（参考訳）: 最適Qudit重畳トモグラフィと最適測定順序
• Authors: Shuowei Ma, Qianfan Wang, Lvzhou Li, Fei Shi,
• Abstract要約: 重なり合うトモグラフィーは量子システムを特徴づけるのに不可欠であるが、指数的資源スケーリングにより大規模システムでは不可能となる。 そこで本研究では,一般化したゲルマン行列から局所的な測定設定を構築することにより,最適なqudit重畳トモグラフィーについて検討する。 ペアワイズトモグラフィは少なくとも8 + 56leftlceil log_8 n rightrceil$測定設定が必要であり、この境界を達成する明示的なスキームを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.6984428694541
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum state tomography is essential for characterizing quantum systems, but it becomes infeasible for large systems due to exponential resource scaling. Overlapping tomography addresses this challenge by reconstructing all $k$-body marginals using few measurement settings, enabling the efficient extraction of key information for many quantum tasks. While optimal schemes are known for qubits, the extension to higher-dimensional qudit systems remains largely unexplored. Here, we investigate optimal qudit overlapping tomography, constructing local measurement settings from generalized Gell-Mann matrices. By establishing a correspondence with combinatorial covering arrays, we present two explicit constructions of optimal measurement schemes. For $n$-qutrit systems, we prove that pairwise tomography requires at most $8 + 56\left\lceil \log_{8} n \right\rceil$ measurement settings, and provide an explicit scheme achieving this bound. Furthermore, we develop an efficient algorithm to determine the optimal order of these measurement settings, minimizing the experimental overhead associated with switching configurations. Compared to the worst-case ordering, our optimized schedule reduces switching costs by approximately 50\%. These results provide a practical pathway for efficient characterization of qudit systems, facilitating their application in quantum communication and computation.
• Abstract（参考訳）: 量子状態トモグラフィーは量子システムを特徴づけるのに不可欠であるが、指数的資源スケーリングにより大規模システムでは不可能となる。 オーバーラップトモグラフィーはこの課題に対処するため、わずかな測定設定ですべての$k$ボディの限界を再構築し、多くの量子タスクにおいて鍵情報の効率的な抽出を可能にする。 最適スキームは量子ビットで知られているが、高次元のキューディット系への拡張はほとんど探索されていない。 そこで本研究では,一般化したゲルマン行列から局所的な測定設定を構築することにより,最適なqudit重畳トモグラフィーについて検討する。 組合せ被覆配列との対応性を確立することにより、最適測定スキームの2つの明示的な構成を示す。 n$-qutrit系の場合、ペアワイズトモグラフィには少なくとも8 + 56\left\lceil \log_{8} n \right\rceil$測定設定が必要であることを証明し、この境界を達成する明示的なスキームを提供する。 さらに,これらの測定設定の最適順序を決定するための効率的なアルゴリズムを開発し,スイッチング構成に関する実験的なオーバーヘッドを最小限に抑える。 最悪の注文と比較して、最適化されたスケジュールは、切り替えコストを約50%削減します。 これらの結果は、量子通信や計算において、quditシステムの効率的なキャラクタリゼーションを実現するための実践的な経路を提供する。

関連論文リスト

• Optimal scheme for distributed quantum metrology [3.330069889084255]
  我々は,分散システムにおける究極の精度限界を特徴付ける分散量子力学の最適スキームを開発する。 本研究では,各センサ上で最適な制御操作をローカルに実装できることを証明し,遠隔ノード間の非ローカル制御操作の必要性を排除した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-22T18:55:11Z)
• Optimal Overlapping Tomography [6.868087671163721]
  本稿では,計測設定数に対して最適な重なり合うトモグラフィーのプロトコルを提案する。 その結果、量子コンピュータにおけるノイズや相互作用パターンの学習や、量子化学におけるフェルミオン系の特徴付けへの応用が見出される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-11T08:59:08Z)
• Automatic and effective discovery of quantum kernels [41.61572387137452]
  量子コンピューティングは、カーネルマシンが量子カーネルを利用してデータ間の類似度を表現できるようにすることで、機械学習モデルを強化することができる。 本稿では,ニューラルアーキテクチャ検索やAutoMLと同じような最適化手法を用いて,この問題に対するアプローチを提案する。 その結果、高エネルギー物理問題に対する我々のアプローチを検証した結果、最良のシナリオでは、手動設計のアプローチに関して、テストの精度を一致または改善できることが示された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-22T16:42:14Z)
• Tight Cram\'{e}r-Rao type bounds for multiparameter quantum metrology through conic programming [61.98670278625053]
  最適な精度で不整合パラメータを推定できる実用的な測定戦略が最重要である。 ここでは、最適精度で非相関な測定方法を見つけるための具体的な方法を示す。 従来の計算可能境界と最終的な精度境界との間には厳密なギャップがあることを数値的に示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-12T13:06:48Z)
• Multipoint-BAX: A New Approach for Efficiently Tuning Particle Accelerator Emittance via Virtual Objectives [47.52324722637079]
  マルチポイントクエリにおけるブラックボックス最適化のための情報理論アルゴリズムであるMultipoint-BAXを提案する。 我々はマルチポイントBAXを用いてLinac Coherent Light Source(LCLS)とAdvanced Accelerator Experimental Tests II(FACET-II)の発光を最小化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-10T04:01:23Z)
• Large-Scale Sequential Learning for Recommender and Engineering Systems [91.3755431537592]
  本稿では,現在の状況に適応してパーソナライズされたランキングを提供する自動アルゴリズムの設計に焦点を当てる。 前者はSAROSと呼ばれる新しいアルゴリズムを提案し,インタラクションの順序を学習するためのフィードバックの種類を考慮に入れている。 提案手法は, 電力網の故障検出に対する初期アプローチと比較して, 統計的に有意な結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-13T21:09:41Z)
• Integration of spectator qubits into quantum computer architectures for hardware tuneup and calibration [0.0]
  本研究では,空間的不均一な準定常校正誤差をオブザーバ量子ビットを用いて測定することの課題に焦点をあてる。 本稿では, 最適2次元近似理論の処方則に従って空間的に配置する, このような観測量子ビットに対する新しいアーキテクチャ概念を提案する。 この知見は、量子ビットキャリブレーションにおける不均一性の効率的な再構築を可能にすることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-27T18:00:33Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。