論文の概要: Blind Symmetry Matching in Quantum States with Application to Shot-Count Reduction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19196v1
- Date: Wed, 17 Jun 2026 15:36:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-18 17:16:51.246043
- Title: Blind Symmetry Matching in Quantum States with Application to Shot-Count Reduction
- Title（参考訳）: 量子状態におけるブラインド対称性マッチングとショットコナント還元への応用
- Authors: Mitchell A. Thornton,
- Abstract要約: 対称性に適応した基底は、統計的答えを読むのに必要な繰り返しの測定を減少させる。
2つの条件が扱われ、どちらも異なる投射で同じスコアで検出される。
ブラインド対称性マッチング(Blind symmetric matching)は、一致した基底を事前に書き下すことができない場合の実践的なプリミティブである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3537117504260623
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Measuring a quantum computation in a basis adapted to a symmetry it carries reduces the repeated measurements, commonly referred to as ``shots'', needed to read a statistical answer. Detecting the symmetry a quantum state carries has many uses: certifying a claimed symmetry, identifying a conserved-charge sector, flagging symmetry-breaking as an error signature, and selecting a compression or readout basis; shot-count reduction is developed here as one exemplary case. Existing methods assume the symmetry is known in advance; we remove that assumption. When it is unknown, the carried symmetry is discovered from the data by a symmetry test that scores candidate groups, and the largest passing group is exploited as the measurement basis. We state the pipeline precisely, prove the selection rule is unbiased, and charge discovery in full. Two conditions are treated, both detected by the same score with a different projection: a weak condition, commutation with the representation, and a strong condition, confinement to a single charge sector, the distinction drawn in the quantum-reference-frame literature. A single circuit, a controlled twirl followed by a SWAP test, discovers both: discarding the group register tests the weak condition, post-selecting it the strong one. The framework is general over finite groups, with cyclic (Fourier), dihedral, and symmetric-group (Schur-Weyl) examples; strong confinement to the symmetric, or Dicke, subspace is an exponential reduction. Seeded demonstrations show the loop wins net of discovery: weak matching on momentum readout reduces shots by a factor widening from ten to several thousand, and strong matching on a two-system target by a further factor of the subsystem size. Blind symmetry matching is a practical primitive for the common case where the matched basis cannot be written down in advance.
- Abstract（参考訳）: 対称性に適応した基底で量子計算を測定することで、統計的な答えを読むのに必要な繰り返しの測定を減少させる("`shots''"と呼ばれる)。
量子状態が持つ対称性の検出には、クレーム対称性の証明、保存されたチャージセクターの特定、対称性の破れをエラーシグネチャとしてフラグ付け、圧縮または読み出しベースの選択など、多くの用途がある。
既存の方法では、対称性が事前に知られていると仮定し、その仮定を除去する。
未知の場合には、被搬送対称性を候補群をスコアする対称性試験によりデータから発見し、最も大きい通過基を測定基準として利用する。
パイプラインを正確に記述し、選択ルールが不偏であることを証明し、電荷発見を完全化する。
どちらも同じスコアで検出された2つの条件:弱い状態、表現との交換、強い状態、単一電荷セクターへの閉じ込め、量子参照フレームの文献における区別。
単一の回路、制御されたツイールの後にSWAPテストが続くと、グループレジスタの破棄は弱い条件をテストし、それを強い条件に選択する。
このフレームワークは有限群上の一般群であり、巡回(フーリエ)、二面体、対称群(シュール=ワイル)の例がある。
モーメント・リードアウトでの弱いマッチングは、10から数千に拡大する因子によってショットを減少させ、サブシステムサイズのさらなる因子によって2システムターゲット上で強いマッチングを行う。
ブラインド対称性マッチング(Blind symmetric matching)は、一致した基底を事前に書き下すことができない場合の実践的なプリミティブである。
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