論文の概要: Quantum reservoir probing: an inverse paradigm of quantum reservoir computing for exploring quantum many-body physics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00898v4
- Date: Wed, 24 Jul 2024 08:48:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-25 19:59:51.008545
- Title: Quantum reservoir probing: an inverse paradigm of quantum reservoir computing for exploring quantum many-body physics
- Title（参考訳）: 量子貯水池探査 : 量子多体物理の探索のための量子貯水池計算の逆パラダイム
- Authors: Kaito Kobayashi, Yukitoshi Motome,
- Abstract要約: 本研究では,量子システム自体を情報処理性能によって探索する相互研究の方向性を提案する。
この概念に基づいて、量子貯水池探索(QRP)を開発し、量子貯水池計算(QRC)パラダイムの逆拡張を行う。
量子情報と量子物質を統合することで、QRPは量子多体物理学の様々な側面を探索するための強力なツールとして大きな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://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum reservoir computing (QRC) is a brain-inspired computational paradigm, exploiting natural dynamics of a quantum system for information processing. To date, a multitude of quantum systems have been utilized in the QRC, with diverse computational capabilities demonstrated accordingly. This study proposes a reciprocal research direction: probing quantum systems themselves through their information processing performance in the QRC framework. Building upon this concept, here we develop quantum reservoir probing (QRP), an inverse extension of the QRC. The QRP establishes an operator-level linkage between physical properties and performance in computing. A systematic scan of this correspondence reveals intrinsic quantum dynamics of the reservoir system from computational and informational perspectives. Unifying quantum information and quantum matter, the QRP holds great promise as a potent tool for exploring various aspects of quantum many-body physics. In this study, we specifically apply it to analyze information propagation in a one-dimensional quantum Ising chain. We demonstrate that the QRP not only distinguishes between ballistic and diffusive information propagation, reflecting the system's dynamical characteristics, but also identifies system-specific information propagation channels, a distinct advantage over conventional methods.
- Abstract（参考訳）: 量子貯水池コンピューティング (QRC) は脳にインスパイアされた計算パラダイムであり、情報処理のために量子システムの自然力学を利用する。
現在までに、多くの量子系がQRCで利用されており、それに応じて様々な計算能力が実証されている。
本研究では,QRCフレームワークにおける情報処理性能を通じて,量子システム自体を探索する相互研究の方向性を提案する。
この概念に基づいて、QRCの逆拡張である量子貯水池探索(QRP)を開発する。
QRPは、物理特性と計算性能の間の演算子レベルの結合を確立する。
この対応を体系的にスキャンすると、計算と情報の観点から貯水池系の固有量子力学が明らかになる。
量子情報と量子物質を統合することで、QRPは量子多体物理学の様々な側面を探索するための強力なツールとして大きな可能性を秘めている。
本研究では,一次元量子イジングチェーンにおける情報伝達の解析に特に応用する。
我々は,QRPが弾道的情報伝達と拡散的情報伝達を区別するだけでなく,システム固有の情報伝達チャネルを識別することを示した。
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