Triply efficient shadow tomography
Notice bibliographique
Résumé
Given copies of a quantum state ρ, a shadow tomography protocol aims to learn all expectation values from a fixed set of observables, to within a given precision ε. We say that a shadow tomography protocol is triply efficient if it is sample- and time-efficient, and only employs measurements that entangle a constant number of copies of ρ at a time. The classical shadows protocol based on random single-copy measurements is triply efficient for the set of local Pauli observables. This and other protocols based on random singlecopy Clifford measurements can be understood as arising from fractional colorings of a graph G that encodes the commutation structure of the set of observables. Here we describe a framework for two-copy shadow tomography that uses an initial round of Bell measurements to reduce to a fractional coloring problem in an induced subgraph of G with bounded clique number. This coloring problem can be addressed using techniques from graph theory known as chi-boundedness. Using this framework we give the first triply efficient shadow tomography scheme for the set of local fermionic observables, which arise in a broad class of interacting fermionic systems in physics and chemistry. We also give a triply efficient scheme for the set of all n-qubit Pauli observables. Our protocols for these tasks use two-copy measurements, which is necessary: sample- efficient schemes are provably impossible using only single-copy measurements. Finally, we give a shadow tomography protocol that compresses an n-qubit quantum state into a poly(n )-sized classical representation, from which one can extract the expected value of any of the 4n Pauli observables in poly(n ) time, up to a small constant error.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,001 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».