論文の概要: Quantum Foundations of Classical Reversible Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.00065v3
- Date: Thu, 27 May 2021 18:57:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 23:33:57.225620
- Title: Quantum Foundations of Classical Reversible Computing
- Title（参考訳）: 古典的可逆計算の量子基礎
- Authors: Michael P. Frank and Karpur Shukla
- Abstract要約: 可逆計算は、従来の非可逆的デジタルパラダイムのエネルギー効率に対する熱力学的限界を回避することができる。
ゴリーニ・コサコフスキー・スダルシャン・リンドブラッド力学(リンドブラディアン)の枠組みを複数の状態と組み合わせ、資源理論、完全な数え上げ統計学、可逆熱力学の最近の成果を取り入れた。
また,計算機の基本的な最小エネルギー散逸を速度関数として同定する研究計画を概説する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The reversible computation paradigm aims to provide a new foundation for
general classical digital computing that is capable of circumventing the
thermodynamic limits to the energy efficiency of the conventional,
non-reversible digital paradigm. However, to date, the essential rationale for
and analysis of classical reversible computing (RC) has not yet been expressed
in terms that leverage the modern formal methods of non-equilibrium quantum
thermodynamics (NEQT). In this paper, we begin developing an NEQT-based
foundation for the physics of reversible computing. We use the framework of
Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad dynamics (a.k.a. Lindbladians) with
multiple asymptotic states, incorporating recent results from resource theory,
full counting statistics, and stochastic thermodynamics. Important conclusions
include that, as expected: (1) Landauer's Principle indeed sets a strict lower
bound on entropy generation in traditional non-reversible architectures for
deterministic computing machines when we account for the loss of correlations;
and (2) implementations of the alternative reversible computation paradigm can
potentially avoid such losses, and thereby circumvent the Landauer limit,
potentially allowing the efficiency of future digital computing technologies to
continue improving indefinitely. We also outline a research plan for
identifying the fundamental minimum energy dissipation of reversible computing
machines as a function of speed.
- Abstract（参考訳）: 可逆計算パラダイムは、従来の非可逆デジタルパラダイムのエネルギー効率に対する熱力学的限界を回避できる一般的なデジタルコンピューティングの新しい基盤を提供することを目的としている。
しかし、これまでのところ、古典的可逆計算(RC)の基本的な理論的根拠と分析は、現代的な非平衡量子熱力学(NEQT)の形式的手法を利用した用語ではまだ表現されていない。
本稿では, NEQTを基盤とした可逆計算の物理基盤の開発に着手する。
我々は,複数の漸近状態を持つgorini-kossakowski-sudarshan-lindblad dynamics (a.k. lindbladians) の枠組みを用いて,資源理論,全計数統計,確率的熱力学の最近の結果を取り入れた。
Important conclusions include that, as expected: (1) Landauer's Principle indeed sets a strict lower bound on entropy generation in traditional non-reversible architectures for deterministic computing machines when we account for the loss of correlations; and (2) implementations of the alternative reversible computation paradigm can potentially avoid such losses, and thereby circumvent the Landauer limit, potentially allowing the efficiency of future digital computing technologies to continue improving indefinitely.
我々はまた、可逆計算機の基本的な最小エネルギー散逸を速度関数として同定する研究計画を概説する。
関連論文リスト
- Calculating the energy profile of an enzymatic reaction on a quantum computer [0.0]
量子コンピューティングは、量子化学計算を可能にするための有望な道を提供する。
最近の研究は、ノイズ中間量子(NISQ)デバイスのためのアルゴリズムの開発とスケーリングに向けられている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-20T18:00:01Z) - Thermodynamics-Consistent Graph Neural Networks [50.0791489606211]
本稿では,二成分混合物の組成依存的活動係数を予測するために,ギブス自由エネルギーグラフニューラルネットワーク(GE-GNN)を提案する。
GE-GNNアーキテクチャはギブス自由エネルギーを超えるモルを予測することによって熱力学的整合性を確保する。
活性係数予測の精度と熱力学的整合性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-08T06:58:56Z) - Predicting Probabilities of Error to Combine Quantization and Early Exiting: QuEE [68.6018458996143]
本稿では,量子化と早期出口動的ネットワークを組み合わせたより一般的な動的ネットワークQuEEを提案する。
我々のアルゴリズムは、ソフトアーリーエグジットや入力依存圧縮の一形態と見なすことができる。
提案手法の重要な要素は、さらなる計算によって実現可能な潜在的な精度向上の正確な予測である。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-20T15:25:13Z) - Reservoir Computing Using Measurement-Controlled Quantum Dynamics [0.0]
共振器内のプローブ原子の力学を利用する量子RCシステムを提案する。
提案した量子貯水池は、少数の人工ニューロンを用いて高速で信頼性の高い予測を行うことができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-01T22:59:41Z) - Solving Boltzmann Optimization Problems with Deep Learning [0.21485350418225244]
Isingモデルは、高エネルギー効率計算のための将来のフレームワークとして、特に有望であることを示している。
イジングシステムは、計算のエネルギー消費に対する熱力学的限界に近づくエネルギーで操作することができる。
Isingベースのハードウェアを作成する際の課題は、基本的な非決定論的ハードウェア上で正しい結果を生成する有用な回路を最適化することである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-30T19:52:02Z) - Efficient Neural PDE-Solvers using Quantization Aware Training [71.0934372968972]
量子化は、性能を維持しながら推論の計算コストを下げることができることを示す。
4つの標準PDEデータセットと3つのネットワークアーキテクチャの結果、量子化対応のトレーニングは、設定と3桁のFLOPで機能することがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-14T09:21:19Z) - Toward Quantum Computing Phase Diagrams of Gauge Theories with Thermal
Pure Quantum States [0.0]
制約ゲージ理論に応用した統計力学の熱純量子状態定式化の一般化を提案する。
我々は, 単純な低次元ゲージ理論の位相図が, このアプローチを用いて頑健に決定されていることを数値的に示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-28T01:26:10Z) - Quantum logic as reversible computing [0.0]
計算の後方ステップで曖昧さを許さない可逆的なコンピュータ。
この提案は、計算の実際の出力と元の入力を同時に与え、最小限のエネルギーを必要としない、より高度なコンピュータを目指している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-14T19:51:09Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z) - Error mitigation and quantum-assisted simulation in the error corrected
regime [77.34726150561087]
量子コンピューティングの標準的なアプローチは、古典的にシミュレート可能なフォールトトレラントな演算セットを促進するという考え方に基づいている。
量子回路の古典的準確率シミュレーションをどのように促進するかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-12T20:58:41Z) - Simulation of Thermal Relaxation in Spin Chemistry Systems on a Quantum
Computer Using Inherent Qubit Decoherence [53.20999552522241]
我々は,実世界の量子システムの振舞いをシミュレーションする資源として,キュービットデコヒーレンスを活用することを目指している。
熱緩和を行うための3つの方法を提案する。
結果,実験データ,理論的予測との間には,良好な一致が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-03T11:48:11Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。