論文の概要: Operational Framework for a Quantum Database
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.14947v2
- Date: Wed, 12 Feb 2025 13:21:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-13 13:45:21.548005
- Title: Operational Framework for a Quantum Database
- Title（参考訳）: 量子データベースのための演算フレームワーク
- Authors: Carla Rieger, Michele Grossi, Gian Giacomo Guerreschi, Sofia Vallecorsa, Martin Werner,
- Abstract要約: 量子データベースは、古典的、あるいはより正確にクローン可能で、量子データとインデックス化を用いて、データ構造のより広い文脈で導入する。
重畳状態に格納されたデータの生成と操作に必要な基本的な操作の定義に焦点を当てる。
アルゴリズムの実装を示し、その利点と限界を強調します。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.23301643766310373
- License:
- Abstract: Databases are an essential component of modern computing infrastructures and allow efficient manipulation of inherently structured data. The structure depends on the type and relationships of the individual data elements and on the access pattern. Extending the concept of databases to the quantum domain is expected to increase both the storage efficiency and the access parallelism through quantum superposition. In addition, quantum databases may be seen as the result of a prior state preparation ready to be used by quantum algorithms when needed. On the other hand, limiting factors exist and include entanglement creation, the impossibility of perfect copying due to the no-cloning theorem, and the impossibility of coherently erasing a quantum state. In this work, we introduce quantum databases within the broader context of data structures using classical, or more precisely cloneable, and quantum data and indexing. In particular, we are interested in quantum databases' practical implementation and usability, focusing on the definition of the basic operations needed to create and manipulate data stored in a superposition state. Specifically, we address the case of quantum indexing in combination with cloneable data. For this scenario, we define the operations for database preparation, extension, removal of indices, writing, and read-out of data, as well as index permutation. We present their algorithmic implementation and highlight their advantages and limitations. Finally, we introduce the next steps toward defining the same operations in the more general context of quantum indexing and quantum data.
- Abstract（参考訳）: データベースは現代のコンピューティング基盤の重要なコンポーネントであり、本質的に構造化されたデータの効率的な操作を可能にする。
構造は個々のデータ要素のタイプと関係とアクセスパターンに依存します。
データベースの概念を量子領域に拡張することで、量子重ね合わせによるストレージ効率とアクセス並列性の両方が向上することが期待されている。
加えて、量子データベースは、必要に応じて量子アルゴリズムが使用する準備ができている事前状態の準備の結果と見なすことができる。
一方、制限因子は存在しており、絡み合いの生成、非閉定理による完全複写の不合理性、そしてコヒーレントに量子状態を消去する不合理性を含んでいる。
本研究では、古典的、あるいはより正確にクローン化可能な量子データとインデックスを用いた、データ構造のより広い文脈における量子データベースについて紹介する。
特に、私たちは、重ね合わせ状態に格納されたデータの生成と操作に必要な基本的な操作の定義に焦点を当て、量子データベースの実践的実装とユーザビリティに興味を持っています。
具体的には、クローンデータと組み合わせて量子インデックス化を行う。
このシナリオでは、データベースの準備、拡張、インデックスの削除、書き込み、データの読み出し、インデックスの置換の操作を定義します。
アルゴリズムの実装を示し、その利点と限界を強調します。
最後に、量子インデックスと量子データのより一般的な文脈で同じ操作を定義するための次のステップを紹介する。
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