論文の概要: Toward Mixed Analog-Digital Quantum Signal Processing: Quantum AD/DA Conversion and the Fourier Transform
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.14729v1
- Date: Tue, 27 Aug 2024 01:53:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-28 15:14:31.893381
- Title: Toward Mixed Analog-Digital Quantum Signal Processing: Quantum AD/DA Conversion and the Fourier Transform
- Title（参考訳）: 混合アナログデジタル量子信号処理に向けて:量子AD/DA変換とフーリエ変換
- Authors: Yuan Liu, John M. Martyn, Jasmine Sinanan-Singh, Kevin C. Smith, Steven M. Girvin, Isaac L. Chuang,
- Abstract要約: 我々は、アナログデジタル量子信号処理の新たなパラダイムを開発する。
量子信号のアナログデジタル変換を自然に行う方法を示す。
そこで,この量子アナログデジタル変換により,CV-DVハードウェア上での量子アルゴリズムの新たな実装が可能となることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0182150055236114
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Signal processing stands as a pillar of classical computation and modern information technology, applicable to both analog and digital signals. Recently, advancements in quantum information science have suggested that quantum signal processing (QSP) can enable more powerful signal processing capabilities. However, the developments in QSP have primarily leveraged \emph{digital} quantum resources, such as discrete-variable (DV) systems like qubits, rather than \emph{analog} quantum resources, such as continuous-variable (CV) systems like quantum oscillators. Consequently, there remains a gap in understanding how signal processing can be performed on hybrid CV-DV quantum computers. Here we address this gap by developing a new paradigm of mixed analog-digital QSP. We demonstrate the utility of this paradigm by showcasing how it naturally enables analog-digital conversion of quantum signals -- specifically, the transfer of states between DV and CV quantum systems. We then show that such quantum analog-digital conversion enables new implementations of quantum algorithms on CV-DV hardware. This is exemplified by realizing the quantum Fourier transform of a state encoded on qubits via the free-evolution of a quantum oscillator, albeit with a runtime exponential in the number of qubits due to information theoretic arguments. Collectively, this work marks a significant step forward in hybrid CV-DV quantum computation, providing a foundation for scalable analog-digital signal processing on quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 信号処理は、アナログ信号とデジタル信号の両方に適用可能な、古典的な計算と現代の情報技術の柱として機能する。
近年、量子情報科学の進歩により、量子信号処理(QSP)によりより強力な信号処理能力が得られることが示唆されている。
しかし、QSPの発展は主に量子発振器のような連続可変(CV)システムのような量子資源ではなく、キュービットのような離散可変(DV)システムのような \emph{digital} 量子資源を活用している。
その結果,ハイブリッドCV-DV量子コンピュータ上で信号処理を行う方法の理解にはギャップが残っている。
ここでは、混合アナログデジタルQSPの新しいパラダイムを開発することで、このギャップに対処する。
我々は、量子信号のアナログデジタル変換をいかに自然に可能かを示すことで、このパラダイムの有用性を実証する。
そこで,この量子アナログデジタル変換により,CV-DVハードウェア上での量子アルゴリズムの新たな実装が可能となることを示す。
これは、量子振動子の自由進化によって量子ビット上に符号化された状態の量子フーリエ変換を、情報理論の議論によるキュービットの数で指数関数的に行うことで、例示される。
この研究は、ハイブリッドCV-DV量子計算における重要な一歩であり、量子プロセッサ上でスケーラブルなアナログデジタル信号処理の基礎となる。
関連論文リスト
- Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - Parallel Quantum Computing Simulations via Quantum Accelerator Platform Virtualization [44.99833362998488]
本稿では,量子回路実行の並列化モデルを提案する。
このモデルはバックエンドに依存しない機能を利用することができ、任意のターゲットバックエンド上で並列量子回路の実行を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-05T17:16:07Z) - Microwave signal processing using an analog quantum reservoir computer [5.236242306967409]
超伝導回路は,様々な分類作業において,アナログ量子貯水池として利用できることを示す。
我々の研究は、QRCが量子計算の優位性をもたらすかどうかという問題に対処しようとはしていない。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-26T18:54:36Z) - Sequential quantum simulation of spin chains with a single circuit QED
device [5.841833052422423]
物質科学と化学における多体系の量子シミュレーションは量子コンピュータに有望な応用分野である。
我々は、高絡み合った量子多体スピンチェーンの基底状態をシミュレートするために、単一回路の量子電磁力学デバイスをどのように利用できるかを示す。
量子ビットのみのアーキテクチャでは、キャビティの広い状態空間が複数の量子ビットを置き換えるために利用でき、そのため、材料シミュレーションのための量子プロセッサの設計を単純化できることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-30T18:00:03Z) - Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent
states [49.299443295581064]
ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。
符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z) - Delegated variational quantum algorithms based on quantum homomorphic
encryption [69.50567607858659]
変分量子アルゴリズム(VQA)は、量子デバイス上で量子アドバンテージを達成するための最も有望な候補の1つである。
クライアントのプライベートデータは、そのような量子クラウドモデルで量子サーバにリークされる可能性がある。
量子サーバが暗号化データを計算するための新しい量子ホモモルフィック暗号(QHE)スキームが構築されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-25T07:00:13Z) - A Comparison of Encoding Techniques for an Analog Quantum Emulation
Device [0.0]
それぞれの量子ビット状態がユニークなアナログ信号で表されるアナログ量子エミュレーション装置(AQED)を示す。
UMC 180nm処理ノード上でデバイス全体を実現し、AQEDの計算上の利点を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-06T20:14:39Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - Quantum CDMA Communication Systems [9.992810060555813]
連続モード量子光パルスのスペクトル符号化と復号に基づく新しい量子CDMA技術の基本原理を紹介し,議論する。
理想的で典型的なQCDMAシステムを記述する上で基本となる様々なQCDMAモジュールの数学的モデルを示す。
我々の数学的モデルは、点対点量子通信、量子パルス整形、および入力が連続モード量子信号である量子レーダ信号およびシステムの設計とデータ変調において重要である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-18T10:05:53Z) - Tensor Network Quantum Virtual Machine for Simulating Quantum Circuits
at Exascale [57.84751206630535]
本稿では,E-scale ACCelerator(XACC)フレームワークにおける量子回路シミュレーションバックエンドとして機能する量子仮想マシン(TNQVM)の近代化版を提案する。
新バージョンは汎用的でスケーラブルなネットワーク処理ライブラリであるExaTNをベースにしており、複数の量子回路シミュレータを提供している。
ポータブルなXACC量子プロセッサとスケーラブルなExaTNバックエンドを組み合わせることで、ラップトップから将来のエクサスケールプラットフォームにスケール可能なエンドツーエンドの仮想開発環境を導入します。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-21T13:26:42Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。