論文の概要: Efficient implementation of arbitrary Hermitian-preserving and trace-preserving maps

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.05777v1
• Date: Thu, 05 Feb 2026 15:37:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-06 18:49:09.006798
• Title: Efficient implementation of arbitrary Hermitian-preserving and trace-preserving maps
• Title（参考訳）: 任意のエルミート保存およびトレース保存写像の効率的な実装
• Authors: Weizhou Cai, Zi-Jie Chen, Xuanqiang Zhao, Xin Wang, Guang-Can Guo, Luyan Sun, Chang-Ling Zou,
• Abstract要約: 量子制御は量子情報科学の基盤であり、量子コンピューティング、量子通信、量子センシングの進歩を推進してきた。 重要な次のステップは、Hermitian保存とトレース保存(HPTP)マップに制御を拡張することである。 本稿では、任意のHPTPマップを実装するための効率的で完全に構成的な方法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.1993527059891465
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum control has been a cornerstone of quantum information science, driving major advances in quantum computing, quantum communication, and quantum sensing. Over the years, it has enabled the implementation of arbitrary completely positive and trace-preserving (CPTP) maps; an important next step is to extend control to Hermitian-preserving and trace-preserving (HPTP) maps, which underpin applications such as entanglement detection, quantum error mitigation, quantum simulation, and quantum machine learning. Here we present an efficient and fully constructive method for implementing arbitrary HPTP maps. Unlike existing methods that decompose an HPTP map into multiple CPTP maps or approximate it using bipartite Hamiltonians with large Hilbert spaces, our approach compiles a target HPTP map into a single executable CPTP map whose Kraus rank is guaranteed to be no larger than the intrinsic rank of the target HPTP map plus one, followed by simple classical post-processing. Numerical results for inverse noise channels used in quantum error mitigation, including bosonic photon loss, confirm substantial reductions in resources and highlight scalability in higher-dimensional settings. Together with our numerical benchmarks, these results validate the efficiency and versatility of the proposed framework, opening a route to broader quantum-information applications enabled by HPTP processing.
• Abstract（参考訳）: 量子制御は量子情報科学の基盤となり、量子コンピューティング、量子通信、量子センシングにおいて大きな進歩をもたらした。 長年にわたり、任意の完全正およびトレース保存(CPTP)マップの実装を可能にしており、次の重要なステップは、エンタングルメント検出、量子エラー軽減、量子シミュレーション、量子機械学習などの応用を支えるエルミタン保存およびトレース保存(HPTP)マップへの制御を拡張することである。 本稿では、任意のHPTPマップを実装するための効率的で完全に構成的な方法を提案する。 HPTPマップを複数のCPTPマップに分解したり、大きなヒルベルト空間を持つ双分極ハミルトニアンを用いて近似する既存の方法とは異なり、我々のアプローチでは、ターゲットHPTPマップをKraus階がターゲットHPTPマップの内在的な階数以下であることを保証した単一の実行可能なCPTPマップにコンパイルし、続いて単純な古典的な後処理を行う。 ボゾン光子損失を含む量子誤差軽減に使用される逆ノイズチャネルの数値的な結果は、資源の大幅な削減と高次元設定におけるスケーラビリティの強調を裏付けるものである。 これらの結果から,提案フレームワークの効率性と汎用性を検証し,HPTP処理によって実現されたより広範な量子情報アプリケーションへの道を開くことができた。

関連論文リスト

• Single-Round Proofs of Quantumness from Knowledge Assumptions [41.94295877935867]
  量子性の証明は、効率的な量子コンピュータが通過できる、効率よく検証可能な対話型テストである。 既存のシングルラウンドプロトコルは大きな量子回路を必要とするが、マルチラウンドプロトコルはより小さな回路を使用するが、実験的な中間回路測定を必要とする。 我々は、既存の知識仮定に基づいて、量子性の効率的なシングルラウンド証明を構築した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-24T17:33:10Z)
• Realizing Non-Physical Actions through Hermitian-Preserving Map Exponentiation [1.0255759863714506]
  本稿では、任意のエルミート保存写像の作用を量子過程に符号化することで効果的に実現できるエルミート保存写像アルゴリズムを提案する。 本研究は,量子デバイスを用いた非物理的動作を系統的かつ効率的に実装するための経路を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-15T18:00:04Z)
• Completely Positive Map for Noisy Driven Quantum Systems Derived by Keldysh Expansion [39.58317527488534]
  ケルディシュ形式に基づくデコヒーレンスモデルを導入する。 この定式化により、非周期駆動と相関量子ノイズをモデルに含めることができる。 我々は、この戦略が量子ビット状態移動およびゲート演算における相関量子ノイズを緩和するパルスを生成することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-20T23:05:24Z)
• Decomposition of Matrix Product States into Shallow Quantum Circuits [62.5210028594015]
  テンソルネットワーク(TN)アルゴリズムは、パラメタライズド量子回路(PQC)にマッピングできる 本稿では,現実的な量子回路を用いてTN状態を近似する新しいプロトコルを提案する。 その結果、量子回路の逐次的な成長と最適化を含む1つの特定のプロトコルが、他の全ての手法より優れていることが明らかとなった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-01T17:08:41Z)
• Selective and efficient quantum process tomography for non-trace preserving maps: a superconducting quantum processor implementation [0.0]
  入力量子状態のトレースを保存しない一般的なタイプの量子プロセスについて述べる。 量子チャネルの損失構造に関する事前情報を用いて、この再構成を非トレース保存マップの再構成に適用できることが示される。 以上の結果から,非微量保存過程を高精度で効率的に再構築することが可能であり,その過程が微量保存であると仮定される場合よりも極めて高い忠実度で再現可能であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-20T22:36:16Z)

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。