論文の概要: VENUS: A Geometrical Representation for Quantum State Visualization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.08366v2
• Date: Mon, 17 Apr 2023 05:36:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-18 20:45:26.379534
• Title: VENUS: A Geometrical Representation for Quantum State Visualization
• Title（参考訳）: VENUS: 量子状態可視化のための幾何学的表現
• Authors: Shaolun Ruan, Ribo Yuan, Yong Wang, Yanna Lin, Ying Mao, Weiwen Jiang, Zhepeng Wang, Wei Xu, Qiang Guan
• Abstract要約: VENUSは量子状態表現のための新しい視覚化である。 VENUSは1量子ビットと2量子ビットの量子状態の探索を効果的に行うことができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.373238457656234
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Visualizations have played a crucial role in helping quantum computing users explore quantum states in various quantum computing applications. Among them, Bloch Sphere is the widely-used visualization for showing quantum states, which leverages angles to represent quantum amplitudes. However, it cannot support the visualization of quantum entanglement and superposition, the two essential properties of quantum computing. To address this issue, we propose VENUS, a novel visualization for quantum state representation. By explicitly correlating 2D geometric shapes based on the math foundation of quantum computing characteristics, VENUS effectively represents quantum amplitudes of both the single qubit and two qubits for quantum entanglement. Also, we use multiple coordinated semicircles to naturally encode probability distribution, making the quantum superposition intuitive to analyze. We conducted two well-designed case studies and an in-depth expert interview to evaluate the usefulness and effectiveness of VENUS. The result shows that VENUS can effectively facilitate the exploration of quantum states for the single qubit and two qubits.
• Abstract（参考訳）: 可視化は、量子コンピューティングユーザーが様々な量子コンピューティングアプリケーションで量子状態を調べるのを助ける上で重要な役割を担っている。 その中でもBloch Sphereは、量子振幅を表すために角度を利用する量子状態を示すために広く使われている視覚化である。 しかし、量子エンタングルメントと重ね合わせ(量子コンピューティングの2つの本質的性質)の可視化はサポートできない。 本稿では,量子状態表現のための新しい可視化手法であるVENUSを提案する。 量子コンピューティング特性の数学的基礎に基づく2次元幾何学的形状を明示的に関連付けることにより、VENUSは量子エンタングルメントのための1量子ビットと2量子ビットの両方の量子振幅を効果的に表現する。 また、複数の座標半円を用いて確率分布を自然にエンコードし、量子重ね合わせを直感的に解析する。 VENUSの有用性と有効性を評価するために,2つの優れたケーススタディと詳細な専門家インタビューを行った。 その結果、VENUSは1量子ビットと2量子ビットの量子状態の探索を効果的に行うことができた。

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