Shadow tomography for quantum states provides a sample efficient approach for predicting the properties of quantum systems when the properties are restricted to expectation values of $2$-outcome POVMs. However, these shadow tomography procedures yield poor bounds if there are more than 2 outcomes per measurement. In this paper, we consider a general problem of learning properties from unknown quantum states: given an unknown $d$-dimensional quantum state $\rho$ and $M$ unknown quantum measurements $\mathcal{M}_1,...,\mathcal{M}_M$ with $K\geq 2$ outcomes, estimating the probability distribution for applying $\mathcal{M}_i$ on $\rho$ to within total variation distance $\epsilon$. Compared to the special case when $K=2$, we need to learn unknown distributions instead of values. We develop an online shadow tomography procedure that solves this problem with high success probability requiring $\tilde{O}(K\log^2M\log d/\epsilon^4)$ copies of $\rho$. We further prove an information-theoretic lower bound that at least $\Omega(\min\{d^2,K+\log M\}/\epsilon^2)$ copies of $\rho$ are required to solve this problem with high success probability. Our shadow tomography procedure requires sample complexity with only logarithmic dependence on $M$ and $d$ and is sample-optimal for the dependence on $K$.


翻译:量子状态的影形图象提供了一种样本高效的方法,用于预测量子系统的特性, 当特性限于预期值$2美元时, 量子量子体的特性只能以2美元计算。 但是, 如果每个测量超过2个结果, 这些影形量子仪程序会产生差义。 在本文中, 我们考虑从未知量子状态中学习属性的一般问题 : 鉴于一个未知的美元- 维量状态$/ rho$ 和 $ 未知量子测量 $\ mathcal{ 1:...,\ mathcal{ m ⁇ m{ $2美元, 估计应用$\ geq2美元的预期值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值的值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值内的值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值内的值值值值值值值值值值值值值值内, 。 我们开发量量量量量量量量量量量量量量量量量量量量量值值值值值值值值值值值量值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值的概率的概率的概率的概率的量值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值值

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
72+阅读 · 2022年6月28日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
50+阅读 · 2019年10月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员