論文の概要: Using Quantum Switches to Mitigate Noise in Grover's Search Algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.05866v1
- Date: Thu, 11 Jan 2024 12:18:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-12 15:03:29.525006
- Title: Using Quantum Switches to Mitigate Noise in Grover's Search Algorithm
- Title（参考訳）: グローバー探索アルゴリズムにおける量子スイッチを用いた雑音低減
- Authors: Suryansh Srivastava, Arun K. Pati, Samyadeb Bhattacharya, Indranil
Chakrabarty
- Abstract要約: Groverの量子サーチアルゴリズムは、古典的なサーチよりも2次的なスピードアップを約束する。
本稿では,探索空間における雑音の影響を緩和するために,量子スイッチが資源操作として機能することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Grover's quantum search algorithm promises a quadratic speedup for
unstructured search over its classical counterpart. But this advantage is
gradually reduced with noise acting on the search space. In this article, we
demonstrate that a quantum switch can act as a resource operation in mitigating
the effect of the noise in the search space. In this scenario, fault-tolerant
model quantum computing is costly. In addition to the noise modeled by a
depolarizing channel, which coherently acts on the entire quantum register,
such an error correction method can not be trivially implemented. We show that
a quantum switch can significantly add value by reducing this error. In
particular, we propose two frameworks for the application of switches. In the
first framework, we apply the superposition of channels' orders in the form of
a switch and do a post-selection at every iteration of the applications of the
Grover operator. In the second framework, we delay the post-selection until the
very end. In other words, if we want to look at the switch's action at the kth
step, we already have k-1 post-selection measurements in place for the first
framework. In the second case, we only have a single measurement. The number of
post selections is minimal in the second scenario, so its effect is more
credited to the switch. It also gives a significant advantage regarding the
success probability of Grover's algorithm. We take the success probability as
the sole quantifier of the switch's action in diminishing the effect of noise
in search space.
- Abstract（参考訳）: Groverの量子探索アルゴリズムは、古典的な探索よりも2次的な高速化を約束する。
しかし、この利点は検索空間にノイズが作用することで徐々に減少する。
本稿では,探索空間における雑音の影響を緩和するために,量子スイッチが資源操作として機能することを実証する。
このシナリオでは、フォールトトレラントモデル量子コンピューティングはコストがかかる。
量子レジスタ全体にコヒーレントに作用する分極チャネルによってモデル化されたノイズに加えて、そのような誤り訂正法は自明に実装することはできない。
量子スイッチは、この誤差を減らして、大幅に値を追加することができることを示す。
特に,スイッチ適用のための2つのフレームワークを提案する。
第1の枠組みでは、チャネルの順序の重ね合わせをスイッチ形式で適用し、グローバー演算子のアプリケーションのイテレーション毎にポスト選択を行う。
第2のフレームワークでは、選択を終了まで遅らせます。
言い換えると、k番目のステップでswitchのアクションを見たい場合、最初のフレームワークのためにk-1のポストセレクション測定がすでに行われています。
第2のケースでは、1つの測定しかできません。
ポストセレクションの数は第2のシナリオでは最小限であるため、その効果はスイッチに与えられる。
また、グローバーのアルゴリズムの成功確率に関しても大きな利点がある。
探索空間におけるノイズの影響を減らし,スイッチ動作の唯一の定量化器として成功確率を考察する。
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