論文の概要: Estimation of trace distance between two arbitrary quantum states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.05628v1
- Date: Tue, 07 Apr 2026 09:29:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-08 17:42:09.736422
- Title: Estimation of trace distance between two arbitrary quantum states
- Title（参考訳）: 2つの任意の量子状態間のトレース距離の推定
- Authors: Sanchita Ghosh, Anumita Mukhopadhyay, Anindita Bera, Prasenjit Deb, Shibdas Roy,
- Abstract要約: 密度行列の指数化と改良量子位相推定(IQPE)に基づく量子アルゴリズムを提案する。
我々は,IBMの量子コンピュータ上での量子ハードウェア計算や証明原理シミュレーションを用いて,その量を予測する能力を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9786690381850356
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: When it comes to discriminating between two quantum states, trace distance is one of the well-known metrics used in quantum computation and quantum information theory. While there are several quantum algorithms for calculating the trace distance between two quantum states, computing it for any two general density matrices remains computationally demanding. In this paper, we propose a quantum algorithm based on the exponentiation of the density matrix and the improved quantum phase estimation (IQPE) to determine the trace distance for both pure and mixed states, with a time complexity of $O(N^8)$ where $N$ is the number of qubits of the given states. We demonstrate its ability to predict the quantity with proof-of-principle simulations and also quantum hardware computations on the IBM quantum computers, confirming its promise for near-term quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 2つの量子状態の区別に関して、トレース距離は量子計算と量子情報理論でよく知られた指標の1つである。
2つの量子状態間のトレース距離を計算する量子アルゴリズムはいくつか存在するが、2つの一般密度行列に対してそれを計算することは計算的に要求される。
本稿では,密度行列の指数化と改良された量子位相推定(IQPE)に基づく量子アルゴリズムを提案し,与えられた状態の量子ビット数である$O(N^8)$の時間複雑性を持つ純粋状態と混合状態の両方のトレース距離を決定する。
本研究は,IBM量子コンピュータ上での量子ハードウェア計算の実証とシミュレーションにより,その量を予測する能力を示し,短期量子デバイスへの期待を確証する。
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