Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2409.03684

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2409.03684 (quant-ph)
[提交于 2024年9月5日 ]

标题: 在一般乘积分布上预测量子通道

标题: Predicting quantum channels over general product distributions

Authors:Sitan Chen, Jaume de Dios Pont, Jun-Ting Hsieh, Hsin-Yuan Huang, Jane Lange, Jerry Li
摘要: 我们研究预测未知量子通道输出行为的问题。 给定对一个$n$-比特通道$E$和一个可观测量$O$的查询访问,我们的目标是学习映射\begin{equation*} \rho \mapsto \mathrm{Tr}(O E[\rho]) \end{equation*},使其在从分布$D$中采样的大多数$\rho$上的误差很小。 先前,黄、陈和Preskill证明了一个令人惊讶的结果,即使$E$是任意的,这个任务也可以在大约$n^{O(\log(1/\epsilon))}$的时间内解决,其中$\epsilon$是目标预测误差。 然而,他们的保证仅适用于在所有单量子比特Clifford门下不变的输入分布$D$,并且他们的算法在重要的情况下会失败,例如在乘积状态上的通用乘积分布$\rho$。 在这项工作中,我们提出了一种新方法,在本质上任何乘积分布$D$上都能实现精确预测,前提是它不是“经典”的,在这种情况下存在一个平凡的指数下界。 我们的方法使用了“有偏的Pauli分析”,类似于经典的有偏傅里叶分析。 实施这种方法需要克服一些独特的量子设置中的挑战,包括缺乏具有适当正交性质的基。 我们为解决这些问题开发的技术可能在量子信息中有更广泛的应用。
摘要: We investigate the problem of predicting the output behavior of unknown quantum channels. Given query access to an $n$-qubit channel $E$ and an observable $O$, we aim to learn the mapping \begin{equation*} \rho \mapsto \mathrm{Tr}(O E[\rho]) \end{equation*} to within a small error for most $\rho$ sampled from a distribution $D$. Previously, Huang, Chen, and Preskill proved a surprising result that even if $E$ is arbitrary, this task can be solved in time roughly $n^{O(\log(1/\epsilon))}$, where $\epsilon$ is the target prediction error. However, their guarantee applied only to input distributions $D$ invariant under all single-qubit Clifford gates, and their algorithm fails for important cases such as general product distributions over product states $\rho$. In this work, we propose a new approach that achieves accurate prediction over essentially any product distribution $D$, provided it is not "classical" in which case there is a trivial exponential lower bound. Our method employs a "biased Pauli analysis," analogous to classical biased Fourier analysis. Implementing this approach requires overcoming several challenges unique to the quantum setting, including the lack of a basis with appropriate orthogonality properties. The techniques we develop to address these issues may have broader applications in quantum information.
评论: 20页,欢迎提出意见
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 数据结构与算法 (cs.DS); 机器学习 (cs.LG)
引用方式: arXiv:2409.03684 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2409.03684v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2409.03684
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Sitan Chen [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2024 年 9 月 5 日 16:39:13 UTC (31 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cs.DS
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-09
切换浏览方式为:
cs
cs.LG
quant-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号