Der Artikel präsentiert ein neues Verfahren zur effizienten Zertifizierung von Quantenzuständen. Das Kernkonzept ist der "Schatten-Überlapp", eine Größe, die eng mit der Fidelität des Zustands verknüpft ist, aber mit deutlich weniger Messungen geschätzt werden kann.
Die Analyse zeigt, dass für fast alle n-Qubit-Quantenzustände der Schatten-Überlapp mit nur O(n2) Einzelqubit-Messungen geschätzt werden kann. Dies steht im Kontrast zu bisherigen Ansätzen, die entweder tiefe Quantenschaltkreise oder exponentiell viele Einzelqubit-Messungen erfordern.
Das Verfahren hat vielfältige Anwendungen, etwa für das Benchmarking von Quantengeräten, das Optimieren von Quantenschaltkreisen zur Zustandspräparation und das maschinelle Lernen von Quantenzuständen. In numerischen Experimenten bis zu 120 Qubits zeigt es Vorteile gegenüber bestehenden Methoden wie dem Cross-Entropy-Benchmarking.
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by Hsin-Yuan Hu... a las arxiv.org 04-12-2024
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