論文の概要: Extending echo state property for quantum reservoir computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02686v6
• Date: Fri, 19 Jul 2024 04:59:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-22 23:47:06.644576
• Title: Extending echo state property for quantum reservoir computing
• Title（参考訳）: 量子貯水池計算のための拡張エコー状態特性
• Authors: Shumpei Kobayashi, Quoc Hoan Tran, Kohei Nakajima,
• Abstract要約: 量子貯水池計算機(QRC)における非定常ESPの対応を数値的に示す。 また、リニア/非線形メモリ容量を計算し、貯水池の状態内の入力依存成分を定量化する。 本研究は,非定常システムとサブシステムを利用したQRCおよび非定常RCシステムの実用設計について,新たな知見を提示する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The echo state property (ESP) represents a fundamental concept in the reservoir computing (RC) framework that ensures output-only training of reservoir networks by being agnostic to the initial states and far past inputs. However, the traditional definition of ESP does not describe possible non-stationary systems in which statistical properties evolve. To address this issue, we introduce two new categories of ESP: $\textit{non-stationary ESP}$, designed for potentially non-stationary systems, and $\textit{subspace/subset ESP}$, designed for systems whose subsystems have ESP. Following the definitions, we numerically demonstrate the correspondence between non-stationary ESP in the quantum reservoir computer (QRC) framework with typical Hamiltonian dynamics and input encoding methods using non-linear autoregressive moving-average (NARMA) tasks. We also confirm the correspondence by computing linear/non-linear memory capacities that quantify input-dependent components within reservoir states. Our study presents a new understanding of the practical design of QRC and other possibly non-stationary RC systems in which non-stationary systems and subsystems are exploited.
• Abstract（参考訳）: エコー状態特性(ESP)は、貯水池コンピューティング(RC)フレームワークの基本概念であり、初期状態と遠い過去の入力に依存せず、貯水池ネットワークの出力のみのトレーニングを保証する。 しかしながら、ESPの伝統的な定義は、統計的性質が進化する可能性のある非定常系を記述していない。 この問題に対処するために、潜在的に静止しないシステムのために設計された$\textit{non-stationary ESP}$と、サブシステムがESPを持つシステムのために設計された$\textit{subspace/subset ESP}$の2つの新しいカテゴリを紹介した。 定義に従うと、量子貯水池計算機(QRC)における非定常ESPと典型的なハミルトン力学および非線形自己回帰移動平均(NARMA)タスクを用いた入力符号化法との対応を数値的に示す。 また、リニア/非線形メモリ容量を計算し、貯水池の状態内の入力依存成分を定量化する。 本研究は,非定常システムとサブシステムを利用したQRCおよび非定常RCシステムの実用設計について,新たな知見を提示する。

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