論文の概要: Hybrid Quantum Singular Spectrum Decomposition for Time Series Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.08831v1
• Date: Sat, 17 Dec 2022 10:05:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 07:32:38.829938
• Title: Hybrid Quantum Singular Spectrum Decomposition for Time Series Analysis
• Title（参考訳）: 時系列解析のためのハイブリッド量子特異スペクトル分解
• Authors: Jasper Johannes Postema, Pietro Bonizzi, Gideon Koekoek, Ronald L. Westra, Servaas J.J.M.F. Kokkelmans
• Abstract要約: 特異スペクトル分解(英: singular spectrum decomposition, SSD)は、非定常および非線形時系列から狭帯域成分を抽出する適応法である。 本稿では,SVDサブルーチンを量子コンピュータに割り当てることにより,量子SSDを提案する。 乱数化SVDを用いることで、回路の1つに量子ビット制限を課すことで、可視性を向上させることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Classical data analysis requires computational efforts that become intractable in the age of Big Data. An essential task in time series analysis is the extraction of physically meaningful information from a noisy time series. One algorithm devised for this very purpose is singular spectrum decomposition (SSD), an adaptive method that allows for the extraction of narrow-banded components from non-stationary and non-linear time series. The main computational bottleneck of this algorithm is the singular value decomposition (SVD). Quantum computing could facilitate a speedup in this domain through superior scaling laws. We propose quantum SSD by assigning the SVD subroutine to a quantum computer. The viability for implementation and performance of this hybrid algorithm on a near term hybrid quantum computer is investigated. In this work we show that by employing randomised SVD, we can impose a qubit limit on one of the circuits to improve scalibility. Using this, we efficiently perform quantum SSD on simulations of local field potentials recorded in brain tissue, as well as GW150914, the first detected gravitational wave event.
• Abstract（参考訳）: 古典的なデータ分析は、ビッグデータの時代に難航する計算努力を必要とする。 時系列分析における重要なタスクは、ノイズの多い時系列から物理的意味のある情報を抽出することである。 この目的のために考案された1つのアルゴリズムは特異スペクトル分解(SSD)であり、これは非定常および非線形時系列からの狭帯域成分の抽出を可能にする適応的手法である。 このアルゴリズムの主な計算ボトルネックは特異値分解(SVD)である。 量子コンピューティングは、優れたスケーリング法則によって、この分野のスピードアップを促進することができる。 本稿では,SVDサブルーチンを量子コンピュータに割り当てることで量子SSDを提案する。 近い将来のハイブリッド量子コンピュータにおけるハイブリッドアルゴリズムの実装と性能について検討した。 本研究では、乱数化SVDを用いることで、回路の1つに量子ビット制限を課すことで、可視性を向上させることができることを示す。 本研究では,脳組織に記録された局所場電位のシミュレーションと,重力波を初めて検出したgw150914を用いて,量子ssdを効率的に行う。

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