論文の概要: Quantum computing through the lens of control: A tutorial introduction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12571v2
• Date: Tue, 03 Dec 2024 09:01:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-04 15:38:24.166187
• Title: Quantum computing through the lens of control: A tutorial introduction
• Title（参考訳）: 制御レンズによる量子コンピューティング : 序論
• Authors: Julian Berberich, Daniel Fink,
• Abstract要約: 本稿では制御理論の観点から量子コンピューティングのチュートリアルを紹介する。 このチュートリアルは線型代数の基本的な知識を必要とするだけであり、特に量子物理学への事前の露出は不要である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6077284832583713
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• Abstract: Quantum computing is a fascinating interdisciplinary research field that promises to revolutionize computing by efficiently solving previously intractable problems. Recent years have seen tremendous progress on both the experimental realization of quantum computing devices as well as the development and implementation of quantum algorithms. Yet, realizing computational advantages of quantum computers in practice remains a widely open problem due to numerous fundamental challenges. Interestingly, many of these challenges are connected to performance, robustness, scalability, optimization, or feedback, all of which are central concepts in control theory. This paper provides a tutorial introduction to quantum computing from the perspective of control theory. We introduce the mathematical framework of quantum algorithms ranging from basic elements including quantum bits and quantum gates to more advanced concepts such as variational quantum algorithms and quantum errors. The tutorial only requires basic knowledge of linear algebra and, in particular, no prior exposure to quantum physics. Our main goal is to equip readers with the mathematical basics required to understand and possibly solve (control-related) problems in quantum computing. In particular, beyond the tutorial introduction, we provide a list of research challenges in the field of quantum computing and discuss their connections to control.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、これまで難解だった問題を効率的に解き、コンピューティングに革命をもたらすことを約束する、魅力的な学際的な研究分野である。 近年、量子コンピューティングデバイスの実験的実現と、量子アルゴリズムの開発と実装の両方において、大きな進歩が見られた。 しかし、実際に量子コンピュータの計算上の優位性を実現することは、多くの根本的な課題のために、広くオープンな問題である。 興味深いことに、これらの課題の多くは、パフォーマンス、堅牢性、スケーラビリティ、最適化、フィードバックに関係しています。 本稿では制御理論の観点から量子コンピューティングのチュートリアルを紹介する。 本稿では,量子ビットや量子ゲートなどの基本要素から,変分量子アルゴリズムや量子エラーといったより高度な概念まで,量子アルゴリズムの数学的枠組みを紹介する。 このチュートリアルは線型代数の基本的な知識を必要とするだけであり、特に量子物理学への事前の露出は不要である。 我々の主な目標は、量子コンピューティングにおける(制御関連の)問題を理解し、解決するために必要とされる数学的基礎を読者に提供することである。 特に、チュートリアルの紹介以外にも、量子コンピューティングの分野における研究課題のリストを提供し、それらの制御との関係について論じる。

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