論文の概要: A Quantum Dot Plot Generation Algorithm for Pairwise Sequence Alignment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.11346v1
• Date: Fri, 23 Jul 2021 16:48:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 03:12:35.780464
• Title: A Quantum Dot Plot Generation Algorithm for Pairwise Sequence Alignment
• Title（参考訳）: ペアワイズ配列アラインメントのための量子ドットプロット生成アルゴリズム
• Authors: Joseph Clapis
• Abstract要約: 量子ペアワイズシーケンスアライメント(QPSA)アルゴリズムは、データアライメントタスクにおいて指数的なスピードアップを提供する。 これは、量子重ね合わせに整列する古典的なデータを効率的に符号化するというオープンな問題に依存している。 我々は、量子ドットプロット(QDP)と呼ばれる、このオラクルの代替的で明示的な構成を提供する。 我々はQDPの運用上の複雑さを、Q#とQiskitのソフトウェアフレームワークが生成する量子マシン命令の分析を通じて評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The Quantum Pairwise Sequence Alignment (QPSA) algorithm offers exponential speedups in data alignment tasks. However, it relies on an open problem of efficiently encoding the classical data being aligned into quantum superposition. Previous works suggest the use of specialized nonlinear Kerr media to implement a black-box oracle that achieves the superposition. We provide an alternative, explicit construction of this oracle called the Quantum Dot Plot (QDP), which is compatible with universal gate machines. We evaluate QDP's operational complexity via analysis of the quantum machine instructions generated by the Q# and Qiskit software frameworks for various sample circuits. Our analysis confirms that the data encoding scheme is exponentially difficult, precluding QDP's (and thus, QPSA's) employment on general-purpose quantum computers. Nevertheless, we find utility in estimating the circuit depth and run time of both QDP and QPSA for IBM's superconducting architecture and AQT's trapped ion architecture for direct comparison and overall practicality purposes.
• Abstract（参考訳）: 量子ペアワイズシーケンスアライメント(QPSA)アルゴリズムは、データアライメントタスクにおいて指数的なスピードアップを提供する。 しかし、これは古典的データを量子重ね合わせに効率的に符号化するオープン問題に依存している。 以前の研究は、重ね合わせを達成するブラックボックスのオラクルを実装するために特殊な非線形カーメディアを使うことを示唆している。 汎用ゲートマシンと互換性のある量子ドットプロット(QDP)と呼ばれる,このオラクルの代替的,明示的な構築を提供する。 各種サンプル回路用Q#およびQiskitソフトウェアフレームワークによって生成された量子マシン命令の解析により,QDPの運用複雑性を評価する。 解析により、汎用量子コンピュータにおけるQDP(およびQPSA)の利用を除外し、データ符号化方式が指数関数的に困難であることを確認した。 それでも、IBMの超伝導アーキテクチャとAQTのトラップイオンアーキテクチャにおけるQDPとQPSAの両方の回路深度と実行時間を直接比較および全体的な実用性のために推定するのに有用である。

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