嵌入 qudit 空间中的量子比特广义测量的无辅助比特实现
量子物理
2022-07-27 v1
摘要
信息完备（IC）正算子值测度（POVM）是广义量子测量，相较于量子比特的标准计算基读出具有优势。例如，IC-POVM 能够高效提取算符期望值，这是许多量子算法中的关键步骤。POVM 测量通常通过将一个额外的辅助量子比特耦合到每个逻辑量子比特来实现，从而对器件尺寸和连通性提出很高要求。在此，我们展示如何实现一类通用的无辅助量子比特 IC-POVM。我们利用量子比特常被编码于其中的 qudit 的更高维希尔伯特空间。随后，POVM 可通过将每个量子比特耦合到两个可用 qudit 态，再进行投影测量来实现。我们开发了所需的控制脉冲序列，并通过脉冲级仿真数值确立了其对超导 transmon 量子比特的可行性。最后，我们在 IBM Quantum 硬件上展示了 qudit 空间 POVM 测量的实验演示。这为使 POVM 测量广泛服务于量子计算应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2203.07369,
title = {Ancilla-free implementation of generalized measurements for qubits embedded in a qudit space},
author = {Laurin E. Fischer and Daniel Miller and Francesco Tacchino and Panagiotis Kl. Barkoutsos and Daniel J. Egger and Ivano Tavernelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.07369},
year = {2022}
}
备注
9+10 pages, 5+5 figures, 1+1 tables