論文の概要: Programmable Quantum Processors: Equivalence and Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.02289v1
• Date: Mon, 04 Nov 2024 17:18:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-05 14:38:26.536028
• Title: Programmable Quantum Processors: Equivalence and Learning
• Title（参考訳）: プログラマブル量子プロセッサ:等価性と学習
• Authors: Jaroslav Pavličko,
• Abstract要約: プログラマブル量子プロセッサ(英: Programmable quantum processor)は、入力データ状態を所望の方法で変換できるデバイスである。 3種類の確率同値(強、弱、構造)が定義された。 構造的に等価なプロセッサの演算子の範囲は同一であることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In the first part of the work, the equivalence of quantum deterministic and probabilistic processors was investigated. A programmable quantum processor is a device able to transform input data states in a desired way. Deterministic equivalence as well as three types of probabilistic equivalences - strong, weak, and structural - were defined. Necessary and sufficient conditions for deterministic and structural equivalence of unitarily related processors were discovered. Equivalence of deterministic SWAP processor for two-dimensional data and two-dimensional program space was completely solved. It was found that spans of operators of structurally equivalent processors are identical. Relations between types of individual equivalences were also examined. In the second part, robustness of probabilistic storing and retrieval device (PSAR), originally optimized for implementing a phase gate, to noise was examined - specifically to depolarization and phase damping. In the case of a depolarizing channel mixed with a unitary channel, the device implements noisy channel with the probability that decreases with an increasing number of times the given channel is applied. In the case of the phase damping channel, the device implements noisy channel with the same probability as the original PSAR device optimized for phase gate. Concrete implementations - through the Vidal-Masanes-Cirac scheme and virtual qudit - were examined. Vidal-Masanes-Cirac gives the same result for both noisy channels which is better than the result from PSAR. Implementation through virtual qudit for depolarization yields worse probability of successful measurement than Vidal-Masanes-Cirac. However, it is still better than the probability for PSAR. Probability of successful measurement obtained for phase damping implemented through virtual qudit is the same as for Vidal-Masanes-Cirac and PSAR.
• Abstract（参考訳）: 研究の前半では、量子決定論的および確率論的プロセッサの等価性について検討した。 プログラマブル量子プロセッサ(英: Programmable quantum processor)は、入力データ状態を所望の方法で変換できるデバイスである。 決定論的同値性と3種類の確率的同値(強、弱、構造)が定義された。 単体プロセッサの決定論的および構造的等価性に必要かつ十分な条件が発見された。 2次元データと2次元プログラム空間に対する決定論的SWAPプロセッサの等価性を完全に解決した。 構造的に等価なプロセッサの演算子の範囲は同一であることが判明した。 個人同値の型との関係についても検討した。 第2部では、最初に位相ゲートを実装するために最適化された確率的保存・検索装置(PSAR)のノイズに対する堅牢性について検討した。 ユニタリチャネルと混合された脱分極チャネルの場合、所定のチャネルが適用される回数が増えるにつれて減少する確率でノイズチャネルを実行する。 位相減衰チャネルの場合、位相ゲートに最適化された元のPSARデバイスと同じ確率でノイズチャネルを実装する。 Vidal-Masanes-Ciracスキームと仮想キュディットによる具体的な実装について検討した。 Vidal-Masanes-Ciracは、PSARの結果より優れている両方のノイズチャネルに対して同じ結果を与える。 仮想クディットによる脱分極による実装は、ヴィダル・マサネス・シラクよりも測定が成功する確率が低い。 しかし、PSARの確率よりは良い。 仮想キューディットによる位相減衰実験で得られた測定結果の確率は, バイダル・マサネス・シラクやPSARと同じである。

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