論文の概要: Entropy Computing: A Paradigm for Optimization in an Open Quantum System

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.04512v1
• Date: Fri, 5 Jul 2024 13:54:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-08 13:20:52.764503
• Title: Entropy Computing: A Paradigm for Optimization in an Open Quantum System
• Title（参考訳）: エントロピーコンピューティング:オープン量子システムにおける最適化のパラダイム
• Authors: Lac Nguyen, Mohammad-Ali Miri, R. Joseph Rupert, Wesley Dyk, Sam Wu, Nick Vrahoretis, Irwin Huang, Milan Begliarbekov, Nicholas Chancellor, Uchenna Chukwu, Pranav Mahamuni, Cesar Martinez-Delgado, David Haycraft, Carrie Spear, Mark Campanelli, Russell Huffman, Yong Meng Sua, Yuping Huang,
• Abstract要約: 量子貯水池を条件付けして動作する新しい計算パラダイムであるエントロピー計算を導入する。 提案したエントロピー・コンピューティング・パラダイムは、幅広いNPハード最適化問題に対処するためのスケーラブルで多用途なプラットフォームとして機能することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7069764052724179
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Modern quantum technologies using matter are designed as closed quantum systems to isolate them from interactions with the environment. This design paradigm greatly constrains the scalability and limits practical implementation of such systems. Here, we introduce a novel computing paradigm, entropy computing, that works by conditioning a quantum reservoir thereby enabling the stabilization of a ground state. In this work, we experimentally demonstrate the feasibility of entropy computing by building a hybrid photonic-electronic computer that uses measurement-based feedback to solve non-convex optimization problems. The system functions by using temporal photonic modes to create qudits in order to encode probability amplitudes in the time-frequency degree of freedom of a photon. This scheme, when coupled with electronic interconnects, allows us to encode an arbitrary Hamiltonian into the system and solve non-convex continuous variables and combinatorial optimization problems. We show that the proposed entropy computing paradigm can act as a scalable and versatile platform for tackling a large range of NP-hard optimization problems.
• Abstract（参考訳）: 物質を用いた現代の量子技術は、環境との相互作用から物質を分離するためにクローズド量子システムとして設計されている。 この設計パラダイムはスケーラビリティを著しく制限し、そのようなシステムの実用的な実装を制限します。 本稿では、量子貯水池を条件にすることで、基底状態の安定化を可能にする新しい計算パラダイム、エントロピーコンピューティングを紹介する。 本研究では、計測に基づくフィードバックを用いて非凸最適化問題を解決するハイブリッドフォトニック電子コンピュータを構築することにより、エントロピー計算の実現可能性について実験的に実証する。 このシステムは、時間的フォトニックモードを使用して、光子の時間周波数自由度で確率振幅を符号化するためにクアディットを生成する。 このスキームは、電子配線と組み合わせることで、任意のハミルトニアンをシステムにエンコードし、非凸連続変数と組合せ最適化問題を解くことができる。 提案するエントロピー計算パラダイムは,NP-ハード最適化問題に対処するためのスケーラブルで多用途なプラットフォームとして機能することを示す。

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