論文の概要: Role of coherence in many-body Quantum Reservoir Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.17734v1
• Date: Thu, 26 Sep 2024 11:06:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-28 20:20:41.280783
• Title: Role of coherence in many-body Quantum Reservoir Computing
• Title（参考訳）: 多体量子貯留層計算におけるコヒーレンスの役割
• Authors: Ana Palacios, Rodrigo Martínez-Peña, Miguel C. Soriano, Gian Luca Giorgi, Roberta Zambrini,
• Abstract要約: 量子コヒーレンスや相関などの異なる量子効果が時間的タスクの性能向上にどのように寄与するかを示す。 我々は, 有限計測資源と騒音が, 異なる状態における貯水池の力学に与える影響を批判的に評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4078654008228924
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum Reservoir Computing (QRC) offers potential advantages over classical reservoir computing, including inherent processing of quantum inputs and a vast Hilbert space for state exploration. Yet, the relation between the performance of reservoirs based on complex and many-body quantum systems and non-classical state features is not established. Through an extensive analysis of QRC based on a transverse-field Ising model we show how different quantum effects, such as quantum coherence and correlations, contribute to improving the performance in temporal tasks, as measured by the Information Processing Capacity. Additionally, we critically assess the impact of finite measurement resources and noise on the reservoir's dynamics in different regimes, quantifying the limited ability to exploit quantum effects for increasing damping and noise strengths. Our results reveal a monotonic relationship between reservoir performance and coherence, along with the importance of quantum effects in the ergodic regime.
• Abstract（参考訳）: 量子貯水池コンピューティング(QRC)は、量子入力の固有の処理や、状態探索のための広大なヒルベルト空間など、古典的な貯水池コンピューティングよりも潜在的に有利である。 しかし、複雑な量子系と多体量子系に基づく貯水池の性能と古典的でない状態の特徴との関係は確立されていない。 逆場イジングモデルに基づくQRCの広範囲な解析を通して、情報処理能力によって測定される時間的タスクの性能向上に、量子コヒーレンスや相関などの異なる量子効果がどのように寄与するかを示す。 さらに, 有限測定資源と騒音が異なる状態における貯水池の力学に与える影響を定量的に評価し, 減衰強度と騒音強度を増加させるために量子効果を利用する限られた能力を定量化する。 以上の結果から,貯水池性能とコヒーレンスとのモノトニックな関係が明らかとなり,エルゴード系における量子効果の重要性が示唆された。

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