• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

用于估计多个期望值的近似最优量子算法。

Nearly Optimal Quantum Algorithm for Estimating Multiple Expectation Values.

作者信息

Huggins William J, Wan Kianna, McClean Jarrod, O'Brien Thomas E, Wiebe Nathan, Babbush Ryan

机构信息

Google Quantum AI, Mountain View, 94043 California, USA.

Stanford Institute for Theoretical Physics, Stanford University, Stanford, California 94305, USA.

出版信息

Phys Rev Lett. 2022 Dec 9;129(24):240501. doi: 10.1103/PhysRevLett.129.240501.

DOI:10.1103/PhysRevLett.129.240501
PMID:36563264
Abstract

Many quantum algorithms involve the evaluation of expectation values. Optimal strategies for estimating a single expectation value are known, requiring a number of state preparations that scales with the target error ϵ as O(1/ϵ). In this Letter, we address the task of estimating the expectation values of M different observables, each to within additive error ϵ, with the same 1/ϵ dependence. We describe an approach that leverages Gilyén et al.'s quantum gradient estimation algorithm to achieve O(sqrt[M]/ϵ) scaling up to logarithmic factors, regardless of the commutation properties of the M observables. We prove that this scaling is worst-case optimal in the high-precision regime if the state preparation is treated as a black box, even when the operators are mutually commuting. We highlight the flexibility of our approach by presenting several generalizations, including a strategy for accelerating the estimation of a collection of dynamic correlation functions.

摘要

许多量子算法都涉及期望值的评估。已知用于估计单个期望值的最优策略,所需的状态制备数量与目标误差ϵ成O(1/ϵ)比例缩放。在本信函中,我们解决了估计M个不同可观测量的期望值的任务,每个期望值的加法误差为ϵ,且具有相同的1/ϵ依赖性。我们描述了一种方法,该方法利用吉连等人的量子梯度估计算法,实现高达对数因子的O(√M/ϵ)比例缩放,而与M个可观测量的对易性质无关。我们证明,如果将状态制备视为黑箱,即使算符相互对易,这种比例缩放在高精度 regime 中也是最坏情况最优的。我们通过提出几种推广来突出我们方法的灵活性,包括一种加速动态关联函数集合估计的策略。

相似文献

1
Nearly Optimal Quantum Algorithm for Estimating Multiple Expectation Values.用于估计多个期望值的近似最优量子算法。
Phys Rev Lett. 2022 Dec 9;129(24):240501. doi: 10.1103/PhysRevLett.129.240501.
2
Estimating Quantum Hamiltonians via Joint Measurements of Noisy Noncommuting Observables.通过联合测量噪声非对易可观测量来估计量子哈密顿量。
Phys Rev Lett. 2023 Mar 10;130(10):100801. doi: 10.1103/PhysRevLett.130.100801.
3
Efficient learning of ground and thermal states within phases of matter.物质相内基态和热态的高效学习
Nat Commun. 2024 Sep 5;15(1):7755. doi: 10.1038/s41467-024-51439-x.
4
Certified algorithms for equilibrium states of local quantum Hamiltonians.局部量子哈密顿量平衡态的认证算法。
Nat Commun. 2024 Aug 27;15(1):7394. doi: 10.1038/s41467-024-51592-3.
5
Quantum State Tomography via Nonconvex Riemannian Gradient Descent.通过非凸黎曼梯度下降进行量子态层析成像。
Phys Rev Lett. 2024 Jun 14;132(24):240804. doi: 10.1103/PhysRevLett.132.240804.
6
Fundamental noisy multiparameter quantum bounds.基本噪声多参数量子界限。
Sci Rep. 2019 Jan 31;9(1):1038. doi: 10.1038/s41598-018-37583-7.
7
Quantum dynamics of simultaneously measured non-commuting observables.同时测量的非对易可观测量的量子动力学。
Nature. 2016 Oct 27;538(7626):491-494. doi: 10.1038/nature19762. Epub 2016 Oct 5.
8
Efficient Estimation of Pauli Observables by Derandomization.通过去随机化对泡利可观测量进行高效估计。
Phys Rev Lett. 2021 Jul 16;127(3):030503. doi: 10.1103/PhysRevLett.127.030503.
9
Estimation of Hamiltonian Parameters from Thermal States.从热态估计哈密顿量参数。
Phys Rev Lett. 2024 Jul 26;133(4):040802. doi: 10.1103/PhysRevLett.133.040802.
10
Deterministic improvements of quantum measurements with grouping of compatible operators, non-local transformations, and covariance estimates.通过兼容算符分组、非局域变换和协方差估计实现量子测量的确定性改进。
npj Quantum Inf. 2023;9(1):14. doi: 10.1038/s41534-023-00683-y. Epub 2023 Feb 22.

引用本文的文献

1
Measuring correlation and entanglement between molecular orbitals on a trapped-ion quantum computer.在囚禁离子量子计算机上测量分子轨道之间的相关性和纠缠。
Sci Rep. 2025 Aug 4;15(1):28409. doi: 10.1038/s41598-025-04365-x.
2
Quantum algorithm for electronic band structures with local tight-binding orbitals.基于局域紧束缚轨道的电子能带结构量子算法。
Sci Rep. 2022 Jun 14;12(1):9867. doi: 10.1038/s41598-022-13627-x.