論文の概要: Reducing the Cost of Qudit State Preparation by Learning a Sparse Structure for SNAP Gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.21557v1
- Date: Thu, 15 Oct 2026 09:16:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-16 19:13:16.301636
- Title: Reducing the Cost of Qudit State Preparation by Learning a Sparse Structure for SNAP Gates
- Title（参考訳）: SNAPゲートのスパース構造学習によるクイディット状態形成のコスト削減
- Abstract要約: そこで我々は,識別可能なマスクを用いて,どのフェーズが必要なのかを値とともに学習する手法を提案する。
この評価は、異なる不確かさ閾値に達するのに必要な位相の最小数と、不確かさと位相の間の全体的なトレードオフの両方を考慮する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.936841592622291
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Preparing quantum states in bosonic qudits with SNAP--Displacement sequences requires both optimizing the gate parameters and deciding which Fock levels should be controlled by each SNAP gate. A fully parameterized ansatz assigns an independent phase to every Fock level in every gate, leading to a number of phases that grows steeply. This constitutes a problem for short to medium term systems as controlling many phases requires complex control pulses which are subject to increased control errors. Previous work reduced this cost by restricting the trainable phases to predefined sparse patterns, such as a diagonal or a grid, which however may not be optimal for a specific target state. In this work, we address this limitation by introducing a method that learns which phases are needed together with their values, using a differentiable mask. A sparsity penalty encourages the removal of unnecessary phases, while temperature annealing gradually turns the masks into binary decisions. We compare the proposed method with fully parameterized and predefined sparse ansatzes on Fourier and Haar-random target states. The evaluation considers both the minimum number of phases required to reach different infidelity thresholds and the overall trade-off between fidelity and phases required, measured through Pareto frontiers and hypervolume. The results show that learning the location of the phases together with their values provides competitive or improved fidelity--resource trade-offs, although the advantage depends on the target state and qudit dimension.
- Abstract（参考訳）: SNAP-置換配列を持つボソニッククォーディットにおける量子状態の調製には、ゲートパラメータの最適化と、それぞれのSNAPゲートでどのFockレベルを制御するべきかの決定の両方が必要である。
完全にパラメータ化されたアンザッツは、各ゲートのすべてのフォックレベルに独立した位相を割り当て、急成長する多くの位相をもたらす。
これは、多くの位相を制御するには、制御誤差が増大する複雑な制御パルスを必要とするため、短期から中期のシステムでは問題となる。
以前の作業では、トレーニング可能なフェーズを、対角線や格子のような事前に定義されたスパースパターンに制限することで、このコストを削減した。
そこで本研究では,この制約に対処するために,各フェーズと各フェーズの値の相を識別可能なマスクを用いて学習する手法を提案する。
空間的なペナルティは不要な位相の除去を促進するが、温度アニールは徐々にマスクを二分決定へと転換する。
提案手法とFourierおよびHaar-randomターゲット状態におけるスパースアンサーゼのパラメータ化と事前定義されたスパースアンサーゼを比較した。
この評価は、異なる不確実性しきい値に達するために必要な最小の位相数と、パレートフロンティアとハイパーボリュームを通じて測定されるフィリティとフェーズの間の全体的なトレードオフの両方を考慮する。
以上の結果から, 位相の位置を値とともに学習することで, 競合的ないし改善されたフィデリティのトレードオフが得られることがわかった。
関連論文リスト
- PMosFM: Preconditioned Manifold Matching for One-Step Physics-Constrained Generation [47.34605477768213]
textbf Preconditioned textbfManifold textbfone-textbfstep textbfFlow textbfMatching (textbfPMosFM) は1ステップの物理制約付き生成のための事前条件付き多様体マッチングフレームワークである。
多様体デコーダの制約を符号化することにより、PMosFMは残留損失と終端残差を分離することなく固有座標の輸送を学習する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-09-30T17:48:21Z) - Reservoir Support Sets the Minimum Loss for Non-Hermitian Dynamics [0.0]
我々は3モードの貯水池が非制限の通過閾値に達する位相制御チェーンを構築した。
境界制約は時間依存マルコフ制御を含む厳密な条件軌道である。
連結鎖プロトコルは、キャリブレーションされた有限時間放電による効果的な貯水池支援をテストする。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-09-11T20:00:51Z) - Branch-resolved Pauli-block spectroscopy of residual conditional phase in two-qubit gates [0.0]
分岐分解パウリブロック分光法を導入し, サイクルごとの残留ZZ回転角theta_cをその符号で推定する。
このアプローチは、標準忠実度ベンチマークが先行順序で未解決である残条件相の低オーバーヘッド符号付きサイクル当たりの予測を与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-11T10:32:05Z) - Sparse Phase Ansatzes for Resource-Efficient Qudit State Preparation via the SNAP-Displacement Protocol [3.3890946322333644]
SNAP置換プロトコルを用いたボソニックキューディットシステムにおける資源効率のよい量子状態生成法について検討した。
既存のアプローチは通常、多数のゲートとSNAPフェーズを必要とし、複雑な制御パルスをもたらす。
SNAP位相のサブセットのみを最適化し、3つのより一般的なスパースアンサーゼを導入することを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-12T17:28:34Z) - Sample- and Hardware-Efficient Fidelity Estimation by Stripping Phase-Dominated Magic [0.2796197251957245]
本研究は、実現可能な量子デバイスで手頃な価格のサンプルおよびゲート効率の高い忠実度推定アルゴリズムを提案する。
サンプル効率のよいDFEが強い絡み合いと魔法によって制限される位相状態の構造に近い純状態による忠実度推定は、$mathcalO(mathrmpoly(n))$ サンプリングコピーを使用することで、単一の$n$-qubit ファンアウトゲートで可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-10T12:13:25Z) - Optimization of Time-Dependent Decoherence Rates and Coherent Control
for a Qutrit System [77.34726150561087]
非コヒーレント制御は、特定の制御方法で時間に応じてデコヒーレンス率を決定する。
我々は、システムの最終状態$rho(T)$と与えられたターゲット状態$rho_rmターゲットとの間のヒルベルト・シュミットの重なりを最大化する問題を考察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-08T01:28:50Z) - Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent
and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。
我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-28T07:36:02Z) - Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a
driven quantum Rabi model [68.8204255655161]
ボゾン自由度に対する普遍的な制御は、量子ベース技術の探求において鍵となる。
ここでは、駆動量子ラビモデルを介して、ボソニックモードの興味と相互作用する単一の補助的な2レベルシステムを考える。
ガウス門と非ガウス門の大きな類を決定論的に実現することは十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-16T14:18:53Z) - On optimization of coherent and incoherent controls for two-level
quantum systems [77.34726150561087]
本稿では、閉かつオープンな2レベル量子系の制御問題について考察する。
閉系の力学は、コヒーレント制御を持つシュリンガー方程式によって支配される。
開系の力学はゴリーニ=コサコフスキー=スダルシャン=リンドブラッドのマスター方程式によって支配される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-05T09:08:03Z) - Quantum control landscape for ultrafast generation of single-qubit phase
shift quantum gates [68.8204255655161]
単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速制御問題を考える。
大域的最適制御は、最大忠実度でゲートを実現する制御である。
Trapは、ローカルにのみ最適だが、グローバルにはないコントロールである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-26T16:38:43Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。