Sombras clássicas baseadas em medições localmente emaranhadas

Sombras clássicas baseadas em medições localmente emaranhadas

Carimbo de hora: 21 de março de 2024 6h16

Matteo Ippolititi

Departamento de Física, Universidade do Texas em Austin, Austin, TX 78712, EUA
Departamento de Física, Universidade de Stanford, Stanford, CA 94305, EUA

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Sumário

Estudamos protocolos clássicos de sombras baseados em medidas aleatórias em bases emaranhadas de $n$-qubits, generalizando o protocolo de medidas aleatórias de Pauli ($n = 1$). Mostramos que medidas emaranhadas ($ngeq 2$) permitem compensações não triviais e potencialmente vantajosas na complexidade da amostra de aprendizagem dos valores de expectativa de Pauli. Isso é claramente ilustrado por sombras baseadas em medições de Bell de dois qubits: o escalonamento da complexidade da amostra com peso de Pauli $k$ melhora quadraticamente (de $sim 3^k$ até $sim 3^{k/2}$) para muitos operadores, enquanto outros se tornam impossíveis de aprender. Ajustar a quantidade de emaranhamento nas bases de medição define uma família de protocolos que interpolam entre as sombras de Pauli e Bell, mantendo alguns dos benefícios de ambos. Para grandes $n$, mostramos que medições aleatórias em bases GHZ de $n$-qubit melhoram ainda mais o melhor escalonamento para $sim (3/2)^k$, embora em um conjunto cada vez mais restrito de operadores. Apesar de sua simplicidade e menores requisitos de hardware, esses protocolos podem igualar ou superar as “sombras superficiais” recentemente introduzidas em algumas tarefas de estimativa de Pauli praticamente relevantes.

Sombras clássicas baseadas em medições emaranhadas localmente PlatoBlockchain Data Intelligence. Pesquisa vertical. Ai.

Imagem em destaque: Esquerda: um circuito que implementa medições emaranhadas localmente. À direita: particionamento de uma matriz qubit em pares emaranhados, o que torna mais fácil aprender o valor esperado de alguns operadores (verde), mas não de outros (vermelho).

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Citado por

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As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2024-03-23 10:25:55). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

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