論文の概要: Autonomous Quantum Processing Unit: What does it take to construct a
self-contained model for quantum computation?
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00111v1
- Date: Wed, 31 Jan 2024 19:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-02 17:35:50.808504
- Title: Autonomous Quantum Processing Unit: What does it take to construct a
self-contained model for quantum computation?
- Title（参考訳）: 自律量子処理ユニット:量子計算のための自己完結型モデルを構築するには何が必要か?
- Authors: Florian Meier, Marcus Huber, Paul Erker, Jake Xuereb
- Abstract要約: 量子チューリングマシンの定式化は、この入力出力機能を量子領域に持ち上げる。
我々は、自律量子処理ユニット(aQPU)をダブするフレームワークを開発する。
オープン量子系の理論を用いて、aQPUを定式化して、所望の量子計算の熱力学、複雑性、速度、忠実さの関係を研究できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.27309692684728604
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Computation is an input-output process, where a program encoding a problem to
be solved is inserted into a machine that outputs a solution. Whilst a
formalism for quantum Turing machines which lifts this input-output feature
into the quantum domain has been developed, this is not how quantum computation
is physically conceived. Usually, such a quantum computation is enacted by the
manipulation of macroscopic control interactions according to a program
executed by a classical system. To understand the fundamental limits of
computation, especially in relation to the resources required, it is pivotal to
work with a fully self-contained description of a quantum computation where
computational and thermodynamic resources are not be obscured by the classical
control. To this end, we answer the question; "Can we build a physical model
for quantum computation that is fully autonomous?", i.e., where the program to
be executed as well as the control are both quantum. We do so by developing a
framework that we dub the autonomous Quantum Processing Unit (aQPU). This
machine, consisting of a timekeeping mechanism, instruction register and
computational system allows an agent to input their problem and receive the
solution as an output, autonomously. Using the theory of open quantum systems
and results from the field of quantum clocks we are able to use the aQPU as a
formalism to investigate relationships between the thermodynamics, complexity,
speed and fidelity of a desired quantum computation.
- Abstract（参考訳）: 計算とは、解決すべき問題を符号化するプログラムを、解を出力する機械に挿入する入力出力プロセスである。
この入出力機能を量子領域に持ち上げる量子チューリングマシンの形式が開発されているが、量子計算が物理的に考えられているわけではない。
通常、そのような量子計算は、古典的システムによって実行されるプログラムに従ってマクロ制御相互作用の操作によって行われる。
計算の基本的な限界を理解するためには、特に必要な資源に関して、計算資源と熱力学資源が古典的制御によって隠蔽されない量子計算の完全な自己完結的な記述を扱うことが重要である。
この目的のために、我々は「完全に自律的な量子計算のための物理モデルを構築するか?」という問いに答える。
自律的な量子処理ユニット(aQPU)をダブするフレームワークを開発することで実現しています。
タイムキーピング機構、命令レジスタ及び計算システムからなるこのマシンは、エージェントが問題を入力し、その解を出力として、自律的に受信することができる。
オープン量子システムの理論と量子時計の分野の結果を用いて、aqpuを形式論として利用し、所望の量子計算の熱力学、複雑性、速度、忠実性の関係を調べることができる。
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