Tomografia de sombra clássica escalável e flexível com redes tensoras

Tomografia de sombra clássica escalável e flexível com redes tensoras

Nó Fonte: 2699822

Ahmed A. Ahtar1, Hong-Ye Hu1,2e Yi-Zhuang você1

1Departamento de Física, Universidade da Califórnia em San Diego, La Jolla, CA 92093, EUA
2Departamento de Física, Universidade de Harvard, 17 Oxford Street, Cambridge, MA 02138, EUA

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Sumário

A tomografia de sombra clássica é um poderoso protocolo de medição aleatória para prever muitas propriedades de um estado quântico com poucas medições. Dois protocolos sombra clássicos foram extensivamente estudados na literatura: a medição Pauli de qubit único (local), que é adequada para prever operadores locais, mas ineficiente para grandes operadores; e a medição global de Clifford, que é eficiente para operadores de baixo escalão, mas inviável em dispositivos quânticos de curto prazo devido à extensa sobrecarga do portão. Neste trabalho, demonstramos uma abordagem escalável de tomografia de sombra clássica para medições aleatórias genéricas implementadas com circuitos unitários aleatórios locais de Clifford de profundidade finita, que interpola entre os limites das medições de Pauli e Clifford. O método combina a estrutura de tomografia de sombra clássica embaralhada localmente recentemente proposta com técnicas de rede tensorial para obter escalabilidade para calcular o mapa clássico de reconstrução de sombra e avaliar várias propriedades físicas. O método permite que a tomografia de sombra clássica seja realizada em circuitos quânticos rasos com eficiência de amostra superior e sobrecarga mínima de porta e é amigável para dispositivos quânticos de escala intermediária ruidosos (NISQ). Mostramos que o protocolo de medição de circuito raso oferece vantagens exponenciais imediatas sobre o protocolo de medição Pauli para prever operadores quase locais. Também permite uma estimativa de fidelidade mais eficiente em comparação com a medição de Pauli.

A tomografia de sombra clássica é um poderoso protocolo de medição aleatória para prever muitas propriedades de um estado quântico com poucas medições. O protocolo de medição é definido em termos de um conjunto unitário que é aplicado ao estado de interesse antes da medição, e diferentes escolhas de conjunto unitário produzem protocolos eficientes para diferentes tipos de operadores. Neste trabalho, demonstramos uma abordagem escalável de tomografia de sombra clássica para medições aleatórias genéricas implementadas com circuitos Clifford aleatórios locais e de profundidade finita. Usando esta estrutura, mostramos que o protocolo de medição de circuito raso oferece vantagens exponenciais imediatas sobre medições aleatórias de qubit único para prever operadores quase locais e realizar estimativas de fidelidade.

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[17] Zheng An, Jiahui Wu, Muchun Yang, D. L. Zhou e Bei Zeng, "Tomografia de estado quântico unificado e aprendizagem hamiltoniana usando modelos de transformador: uma abordagem semelhante à tradução de linguagem para sistemas quânticos", arXiv: 2304.12010, (2023).

As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2023-06-04 11:01:39). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

On Serviço citado por Crossref nenhum dado sobre a citação de trabalhos foi encontrado (última tentativa 2023-06-04 11:01:37).

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