論文の概要: Efficient Shadow Tomography of Thermal States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.16845v1
- Date: Tue, 17 Mar 2026 17:53:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-18 17:42:07.462872
- Title: Efficient Shadow Tomography of Thermal States
- Title（参考訳）: 熱状態の効率的なシャドウトモグラフィ
- Authors: Chi-Fang Chen, András Gilyén,
- Abstract要約: 我々は、ハミルトニアンがアクセス可能なギブス状態のコピーである$mathcalO(log (M)/varepsilon2)から$M$オブザーバブルを推定するための一般的なプロトコルを示す。
指数時間ハミルトニアンシミュレーションが禁止されたブラックボックス環境では,サンプルの複雑さが最適であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5500249707065662
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a general protocol for estimating $M$ observables from only $\mathcal{O}(\log (M)/\varepsilon^2)$ copies of a Gibbs state whose Hamiltonian is accessible. The protocol uses single-copy, nonadaptive measurements and uses a total Hamiltonian simulation time of $\widetilde{\mathcal{O}}(βM/\varepsilon^2)$; we show that the sample complexity is optimal in a black-box setting where exponential time Hamiltonian simulation is prohibited. The key idea is a new interpretation of quantum Gibbs samplers as \textit{detailed-balance measurement channels}: measurements that preserve the Gibbs state when outcomes are marginalized. Consequently, shadow tomography of thermal states admits a general efficient algorithm when the Hamiltonian is known, substantially lowering the readout cost in quantum thermal simulation.
- Abstract（参考訳）: 我々は、ハミルトニアンがアクセス可能なギブス状態のコピーのみ$\mathcal{O}(\log (M)/\varepsilon^2)$から$M$観測可能を推定するための一般的なプロトコルを示す。
このプロトコルは単一コピーで非適応な測定を用いており、指数時間ハミルトニアンシミュレーションが禁止されているブラックボックス環境ではサンプルの複雑さが最適であることを示す。
鍵となる考え方は、量子ギブスのサンプルを「textit{detailed- Balance Measurement channel}」と解釈することである。
その結果、熱状態のシャドウトモグラフィーは、ハミルトニアンが知られているときの一般的な効率的なアルゴリズムを認め、量子熱シミュレーションにおける読み出しコストを大幅に低下させる。
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