論文の概要: Efficient and Error-Resilient Data Access Protocols for a Limited-Sized
Quantum Random Access Memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.05207v2
- Date: Wed, 21 Jun 2023 09:29:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-22 17:34:39.562904
- Title: Efficient and Error-Resilient Data Access Protocols for a Limited-Sized
Quantum Random Access Memory
- Title（参考訳）: 量子ランダムアクセスメモリの高効率・高効率データアクセスプロトコル
- Authors: Zhao-Yun Chen, Cheng Xue, Yun-Jie Wang, Tai-Ping Sun, Huan-Yu Liu,
Xi-Ning Zhuang, Meng-Han Dou, Tian-Rui Zou, Yuan Fang, Yu-Chun Wu and
Guo-Ping Guo
- Abstract要約: 我々は、QRAMのサイズを増大させることなく、より大きなデータサイズへのアクセスに注力する。
そこで本研究では,QRAMレベルを$n$にすることなく,単語長がより大きいデータを読み込む新しいプロトコルを提案する。
データクエリプロセスの並列性を活用することで,O(n+k)$の時間複雑性を実現し,エラースケーリング性能を向上させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.304498344470287
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Quantum Random Access Memory (QRAM) is a critical component for loading
classical data into quantum computers. While constructing a practical QRAM
presents several challenges, including the impracticality of an infinitely
large QRAM size and a fully error-correction implementation, it is essential to
consider a practical case where the QRAM has a limited size. In this work, we
focus on the access of larger data sizes without keeping on increasing the size
of the QRAM. Firstly, we address the challenge of word length, as real-world
datasets typically have larger word lengths than the single-bit data that most
previous studies have focused on. We propose a novel protocol for loading data
with larger word lengths $k$ without increasing the number of QRAM levels $n$.
By exploiting the parallelism in the data query process, our protocol achieves
a time complexity of $O(n+k)$ and improves error scaling performance compared
to existing approaches. Secondly, we provide a data-loading method for
general-sized data access tasks when the number of data items exceeds $2^n$,
which outperforms the existing hybrid QRAM+QROM architecture. Our method
contributes to the development of time and error-optimized data access
protocols for QRAM devices, reducing the qubit count and error requirements for
QRAM implementation, and making it easier to construct practical QRAM devices
with a limited number of physical qubits.
- Abstract（参考訳）: 量子ランダムアクセスメモリ(QRAM)は、古典的なデータを量子コンピュータにロードするための重要なコンポーネントである。
実用的QRAMの構築には、無限大のQRAMサイズの不実用性や完全誤り訂正実装など、いくつかの課題があるが、QRAMが限られたサイズである場合を考えることが不可欠である。
この作業では、qramのサイズを増加させることなく、より大きなデータサイズへのアクセスにフォーカスします。
まず、実世界のデータセットは、従来の研究で注目されていた単一ビットのデータよりも大きな単語長を持つため、単語長の課題に対処する。
そこで本研究では,QRAMレベルを$n$にすることなく,単語長がより大きいデータを読み込む新しいプロトコルを提案する。
データクエリプロセスの並列性を活用することで、O(n+k)$の時間複雑性を実現し、既存のアプローチと比較してエラースケーリング性能を向上させる。
第2に,データ項目数が$2^n$を超える場合の汎用データアクセスタスクのためのデータローディング手法を提案し,既存のハイブリッドQRAM+QROMアーキテクチャより優れていることを示す。
提案手法は,QRAM デバイスにおける時間および誤差最適化データアクセスプロトコルの開発に寄与し,QRAM 実装におけるキュービット数およびエラー要求を低減し,物理キュービット数に制限のある実用的な QRAM デバイスの構築を容易にする。
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