論文の概要: Optimal strategies for shadow tomography with limited resources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.08429v1
- Date: Sun, 09 Aug 2026 02:59:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-11 19:16:36.823031
- Title: Optimal strategies for shadow tomography with limited resources
- Title（参考訳）: 限られた資源を用いたシャドウトモグラフィーの最適戦略
- Abstract要約: シャドウトモグラフィーは、比較的少数のコピーのランダム化測定から未知の量子状態の期待値を効率的に予測するタスクに対処する。
既存の分析は大規模なスケーリングの利点を約束するが、これらの保証を実現する最適な戦略は必ずしも分かっていない。
このギャップを,実資源制約下での最適試料複雑度パラメータの計算と最適測定戦略の構築により解決する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.60873698530933
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Shadow tomography addresses the task of efficiently predicting many expectation values of an unknown quantum state from randomized measurements on comparatively few copies. Existing analyses promise large scaling advantages, but the optimal strategies realizing these guarantees are not always known, and the required measurements are potentially challenging to implement on current hardware. We address this gap for Pauli observables by computing optimal sample-complexity parameters and constructing optimal measurement strategies under realistic resource constraints. We focus on memoryless protocols, where each copy is measured only once, and on measurements with bounded interaction range. Our approach reduces the problem to the analysis of graph parameters of the frustration graph encoding the Pauli anticommutation relations. We provide efficient numerical methods for the general case and analytically prove that Clifford measurements are optimal in many situations. This includes all perfect graphs, all single-qubit, all two-qubit measurement scenarios, and more. Applied to Hamiltonian energy estimation, our framework yields constructive strategies and improved variance bounds for molecular benchmarks.
- Abstract（参考訳）: シャドウトモグラフィーは、比較的少数のコピーのランダム化測定から未知の量子状態の多くの期待値を効率的に予測するタスクに対処する。
既存の分析は大規模なスケーリングの利点を約束するが、これらの保証を実現するための最適な戦略は必ずしも分かっていない。
このギャップを,実資源制約下での最適試料複雑度パラメータの計算と最適測定戦略の構築により解決する。
我々は、各コピーを一度だけ測定するメモリレスプロトコルと、境界のある相互作用範囲の測定に焦点をあてる。
提案手法は,パウリ反可換関係を符号化したフラストレーショングラフのグラフパラメータの解析に応用する。
一般的なケースに対して効率的な数値計算法を提供し、多くの状況においてクリフォード測定が最適であることを解析的に証明する。
これには完全なグラフ、すべてのシングルキュービット、すべての2キュービットの測定シナリオなどが含まれる。
ハミルトンエネルギー推定に応用すると,分子ベンチマークにおける構成戦略と分散境界の改善が期待できる。
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