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基于 Set Transformer 的可扩展贝叶斯影子层析用于量子性质估计

量子物理 2025-12-08 v2 机器学习

摘要

引入了一种可扩展的贝叶斯机器学习框架,用于从测量数据中估计未知量子态的标量性质,从而绕过完整的密度矩阵重构。本工作首次将经典影子协议与置换不变集 Transformer 架构相结合,使该方法能够预测并校正现有估计器中的偏差,以逼近真实的贝叶斯后验均值。测量结果被编码为固定维度的特征向量,网络输出对基线估计器的残差校正。由于输入规模对系统大小和测量数量的多项式依赖,确保了其向大型量子系统的可扩展性。在 Greenberger-Horne-Zeilinger 态保真度和二阶 Rényi 熵估计任务中——使用随机 Pauli 和随机 Clifford 测量——该贝叶斯估计器的均方误差始终低于单独使用经典影子的均方误差,在少副本机制下减少了 99% 以上。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.18674,
  title  = {Scalable bayesian shadow tomography for quantum property estimation with set transformers},
  author = {Hyunho Cha and Wonjung Kim and Jungwoo Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18674},
  year   = {2025}
}

备注

33 pages, 9 figures