Ptychographie quantique : Plongée dans les états quantiques
Apprends comment la ptychographie quantique estime efficacement des états quantiques inconnus.
Warley M. S. Alves, Leonardo Neves
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Table des matières
la pertinence dans des situations concrètes.
Conclusion
En gros, la ptychographie quantique est une méthode super intéressante pour estimer des États quantiques purs, un peu comme reconstituer petit à petit un puzzle complexe. Ça aide vraiment les chercheurs à mieux comprendre et à optimiser des systèmes quantiques, surtout dans le domaine de l’Informatique quantique. Bien qu'il y ait des défis, notamment avec les dispositifs bruyants, des alternatives innovantes comme la transformation de Fourier quantique approximative montrent qu'il y a encore beaucoup à explorer et à améliorer dans ce domaine passionnant.
Source originale
Titre: Ptychographic estimation of pure multiqubit states in a quantum device
Résumé: Quantum ptychography is a method for estimating an unknown pure quantum state by subjecting it to overlapping projections, each one followed by a projective measurement on a single prescribed basis. Here, we present a comprehensive study of this method applied for estimating $n$-qubit states in a circuit-based quantum computer, including numerical simulations and experiments carried out on an IBM superconducting quantum processor. The intermediate projections are implemented through Pauli measurements on one qubit at a time, which sets the number of ptychographic circuits to $3n$ (in contrast to the $3^n$ circuits for standard Pauli tomography); the final projective measurement in the computational basis is preceded by the quantum Fourier transform (QFT). Due to the large depth and number of two-qubit gates of the QFT circuit, which is unsuitable for noisy devices, we also test the approximate QFT (AQFT) and separable unitary operations. Using the QFT and AQFT of degree $2$, we obtained high estimation fidelities in all tests with separable and entangled states for up to three and four qubits, respectively; on the other hand, the separable unitaries in this scenario provided good estimations only for separable states, in general. Our results compare favorably with recent results in the literature and we discuss further alternatives to make the ptychographic method scalable for the current noisy devices.
Auteurs: Warley M. S. Alves, Leonardo Neves
Dernière mise à jour: 2024-12-02 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2412.02120
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.02120
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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