論文の概要: Coherent Ising Machines with Optical Error Correction Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.07369v1
- Date: Mon, 16 Aug 2021 22:53:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-18 07:22:32.780283
- Title: Coherent Ising Machines with Optical Error Correction Circuits
- Title（参考訳）: 光エラー補正回路を有するコヒーレントアイシングマシン
- Authors: Sam Reifenstein, Satoshi Kako, Farad Khoyratee, Timoth\'ee Leleu,
Yoshihisa Yamamoto
- Abstract要約: 本稿では,光誤り訂正回路を用いた自由散逸型量子発振器のネットワークを提案する。
提案したCIMの量子理論はパラメトリックアルゴリズムとして利用でき、既存のデジタルプラットフォーム上で効率的に実装できる。
提案した光学実装は,薄膜LiNbO3プラットフォーム上で光学的に実装した場合,低消費電力化の可能性を秘めている。
- 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: We propose a network of open-dissipative quantum oscillators with optical
error correction circuits. In the proposed network, the squeezed/anti-squeezed
vacuum states of the constituent optical parametric oscillators below the
threshold establish quantum correlations through optical mutual coupling, while
collective symmetry breaking is induced above the threshold as a
decision-making process. This initial search process is followed by a chaotic
solution search step facilitated by the optical error correction feedback. As
an optical hardware technology, the proposed coherent Ising machine (CIM) has
several unique features, such as programmable all-to-all Ising coupling in the
optical domain, directional coupling $(J_{ij} \neq J_{ji})$ induced chaotic
behavior, and low power operation at room temperature. We study the performance
of the proposed CIMs and investigate how the performance scales with different
problem sizes. The quantum theory of the proposed CIMs can be used as a
heuristic algorithm and efficiently implemented on existing digital platforms.
This particular algorithm is derived from the truncated Wigner stochastic
differential equation. We find that the various CIMs discussed are effective at
solving many problem types, however the optimal algorithm is different
depending on the instance. We also find that the proposed optical
implementations have the potential for low energy consumption when implemented
optically on a thin film LiNbO3 platform.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,光誤差補正回路を用いた開散型量子発振器のネットワークを提案する。
提案したネットワークでは、しきい値以下の構成光パラメトリック発振器の圧縮/非定常真空状態は、光相互結合による量子相関を確立する一方、集団対称性の破れは、決定過程として閾値の上方に誘導される。
この初期探索プロセスの後、光学誤差補正フィードバックによって促進されるカオス解探索ステップが続く。
光ハードウェア技術として、提案したコヒーレントIsing Machine (CIM) は、光領域におけるプログラム可能なオールツーオールIsing結合、指向性結合$(J_{ij} \neq J_{ji})$誘導カオス挙動、室温での低消費電力動作など、いくつかの特徴を持つ。
提案したCIMの性能について検討し,問題の大きさの異なる性能のスケールについて検討する。
提案したCIMの量子理論はヒューリスティックなアルゴリズムとして利用でき、既存のデジタルプラットフォーム上で効率的に実装できる。
このアルゴリズムは、切断されたウィグナー確率微分方程式に由来する。
議論されている様々なCIMは、多くの問題タイプを解くのに有効であるが、最適なアルゴリズムはインスタンスによって異なる。
また, 薄膜LiNbO3プラットフォーム上に光学的に実装した場合, 提案した光学実装は低消費電力化の可能性が示唆された。
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