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01.02.2020 | Ausgabe 2/2020 Open Access

Quantum Information Processing 2/2020

Amplitude estimation without phase estimation

Zeitschrift:
Quantum Information Processing > Ausgabe 2/2020
Autoren:
Yohichi Suzuki, Shumpei Uno, Rudy Raymond, Tomoki Tanaka, Tamiya Onodera, Naoki Yamamoto
Wichtige Hinweise
Yohichi Suzuki and Shumpei Uno are equally contributing authors.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

This paper focuses on the quantum amplitude estimation algorithm, which is a core subroutine in quantum computation for various applications. The conventional approach for amplitude estimation is to use the phase estimation algorithm, which consists of many controlled amplification operations followed by a quantum Fourier transform. However, the whole procedure is hard to implement with current and near-term quantum computers. In this paper, we propose a quantum amplitude estimation algorithm without the use of expensive controlled operations; the key idea is to utilize the maximum likelihood estimation based on the combined measurement data produced from quantum circuits with different numbers of amplitude amplification operations. Numerical simulations we conducted demonstrate that our algorithm asymptotically achieves nearly the optimal quantum speedup with a reasonable circuit length.

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