基于加速非凸规划的快速量子态重构
地球与行星天体物理
2022-05-13 v4 大气与海洋物理
摘要
我们提出一种结合压缩感知、非凸优化与加速方法思想的量子态重构新方法。该算法称为动量启发的因子化梯度下降（\texttt{MiFGD}），拓展了量子层析对更大系统的适用性。尽管为非凸方法，\texttt{MiFGD} 在无实验与统计噪声且常见假设下，可证明以加速线性速率收敛至接近真实密度矩阵。借此文稿，我们给出该方法，证明其收敛性质，并提供相对于真实密度矩阵的 Frobenius 范数界保证。从实用角度，我们在合成与真实实验（于 IBM 量子处理单元上执行）中将该算法性能与其他现有方法基准比较。我们发现所提算法比最先进方法快数个数量级，且精度相当或更优。在合成与真实实验中，尽管层析数据存在实验与统计噪声，我们仍观察到准确且鲁棒的重构。最后，我们提供用于多量子比特系统态层析的即用代码。
引用
@article{arxiv.2104.07008,
title = {How does salinity shape ocean circulation and ice geometry on Enceladus and other icy satellites?},
author = {Wanying Kang and Tushar Mittal and Suyash Bire and Jean-Michel Campin and John Marshall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.07008},
year = {2022}
}