論文の概要: Iterative quantum phase estimation with cQED encoding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.22071v1
• Date: Sat, 20 Jun 2026 14:45:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-25 22:59:46.14932
• Title: Iterative quantum phase estimation with cQED encoding
• Title（参考訳）: cQED符号化による反復量子位相推定
• Authors: Changchun Zhong,
• Abstract要約: 量子位相推定は、ユニタリ作用素やハミルトニアンの固有値を決定するための基礎となるアルゴリズムである。 本稿では,回路量子力学のツールボックスを利用した,概念的に単純かつ実験的に実現可能な代替案を提案する。 ボソニックモードは、位相の2進桁が位相空間回転の方向に符号化される効率的な量子メモリとして機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum phase estimation is a cornerstone algorithm for determining eigenvalues of unitary operators or Hamiltonians with Heisenberg-limited precision. Conventional implementations rely on deep controlled-unitary operations together with an inverse quantum Fourier transform, resulting in substantial circuit depth and hardware overhead. Here, we propose a conceptually simple and experimentally feasible alternative that exploits the toolbox of circuit quantum electrodynamics. The protocol extracts the phase through a sequence of binary threshold tests, eliminating the need for an inverse quantum Fourier transform. A bosonic mode serves as an efficient quantum memory in which the binary digits of the phase are encoded into the direction of phase-space rotations. These digits are then read out sequentially via high-fidelity homodyne measurements. We show that the protocol achieves Heisenberg scaling in estimation precision while simultaneously providing exponentially suppressed failure probability. By replacing the ancillary circuit with a bosonic degree of freedom, the scheme significantly reduces hardware complexity and offers a practical route toward implementing high-precision quantum phase estimation on circuit quantum electrodynamics platforms.
• Abstract（参考訳）: 量子位相推定(Quantum phase Estimation)は、ユニタリ演算子またはハミルトニアンの固有値をハイゼンベルク制限精度で決定するための基礎的なアルゴリズムである。 従来の実装では、逆量子フーリエ変換とともに深い制御単位演算に依存しており、回路深度とハードウェアのオーバーヘッドがかなり大きい。 本稿では,回路量子力学のツールボックスを利用した,概念的に単純かつ実験的に実現可能な代替案を提案する。 このプロトコルは、2進しきい値の一連のテストを通じて位相を抽出し、逆量子フーリエ変換を必要としない。 ボソニックモードは、位相の2進桁が位相空間回転の方向に符号化される効率的な量子メモリとして機能する。 これらの数字は、高忠実度ホモダイン測定によって順次読み出される。 提案プロトコルは,推定精度においてハイゼンベルクスケーリングを実現すると同時に,指数的に抑制された故障確率も同時に提供することを示す。 補助回路をボソニックな自由度に置き換えることで、ハードウェアの複雑さを大幅に減らし、回路量子力学プラットフォーム上での高精度な量子位相推定を実現するための実用的な経路を提供する。

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