Classical shadow tomography provides an efficient method for predicting functions of an unknown quantum state from a few measurements of the state. It relies on a unitary channel that efficiently scrambles the quantum information of the state to the measurement basis. Facing the challenge of realizing deep unitary circuits on near-term quantum devices, we explore the scenario in which the unitary channel can be shallow and is generated by a quantum chaotic Hamiltonian via time evolution. We provide an unbiased estimator of the density matrix for all ranges of the evolution time. We analyze the sample complexity of the Hamiltonian-driven shadow tomography. For Pauli observables, we find that it can be more efficient than the unitary-2-design-based shadow tomography in a sequence of intermediate time windows that range from an order-1 scrambling time to a time scale of $D^{1/6}$, given the Hilbert space dimension $D$. In particular, the efficiency of predicting diagonal Pauli observables is improved by a factor of $D$ without sacrificing the efficiency of predicting off-diagonal Pauli observables.


翻译:古老的影子断层造影法提供了一种有效的方法,从对状态的一些测量中预测未知量子状态的功能。 它依赖于一个能有效调和状态量子信息的单一信道, 到测量基础。 面对在近期量子装置上实现深单电路的挑战, 我们探索一个单电路可能浅的情景, 并且是由量子混乱的汉密尔顿人通过时间演进生成的。 我们为进化时间的方方面面提供了一个不偏倚的密度矩阵估计器。 我们分析了汉密尔顿人驱动的影子摄影的样本复杂性。 对于Pauli 观察者来说, 我们发现它比单一-2设计基于影子的光电路摄影法效率更高, 中间时间窗口的序列从顺序1级到时间规模$D ⁇ 1/6美元不等, 鉴于Hilbert空间的维度为$D美元。 特别是, 预测二亚波利观测的效率通过一个以$D的系数提高, 但不牺牲预测远方保罗观测的效率。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
耶鲁大学《分布式系统理论》笔记,491页pdf
专知会员服务
44+阅读 · 2020年7月29日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【干货】2019年国际学术会议资讯 (含截稿日期)
中国自动化学会
9+阅读 · 2018年11月5日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【推荐】树莓派/OpenCV/dlib人脸定位/瞌睡检测
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年10月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月17日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月14日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月14日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
耶鲁大学《分布式系统理论》笔记,491页pdf
专知会员服务
44+阅读 · 2020年7月29日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【干货】2019年国际学术会议资讯 (含截稿日期)
中国自动化学会
9+阅读 · 2018年11月5日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【推荐】树莓派/OpenCV/dlib人脸定位/瞌睡检测
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年10月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员