論文の概要: Dissipation-induced Quantum Homogenization for Temporal Information Processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.09979v1
• Date: Fri, 13 Dec 2024 09:05:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-16 15:02:24.892103
• Title: Dissipation-induced Quantum Homogenization for Temporal Information Processing
• Title（参考訳）: 時間情報処理のための散逸誘起量子均質化
• Authors: Alexander Yosifov, Aditya Iyer, Vlatko Vedral,
• Abstract要約: 本稿では,貯水池コンピューティングの代替プラットフォームとして,乱れた量子ホモジェナイザーを提案する。 その結果、核磁気共鳴アンサンブルまたはフォトニック系として物理的に実装可能な量子均質化プロトコルが、貯水池コンピュータとして機能する可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License:
• Abstract: Quantum reservoirs have great potential as they utilize the complex real-time dissipative dynamics of quantum systems for information processing and target time-series generation without precise control or fine-tuning of the Hamiltonian parameters. Nonetheless, their realization is challenging as quantum hardware with appropriate dynamics, robustness to noise, and ability to produce target steady states is required. To that end, we propose the disordered quantum homogenizer as an alternative platform, and prove it satisfies the necessary and sufficient conditions -- \textit{stability} and \textit{contractivity} -- of the reservoir dynamics, necessary for solving machine learning tasks with time-series input data streams. The results indicate that the quantum homogenization protocol, physically implementable as either nuclear magnetic resonance ensemble or a photonic system, can potentially function as a reservoir computer.
• Abstract（参考訳）: 量子貯水池は、ハミルトニアンパラメータの精密な制御や微調整なしに、情報処理やターゲット時系列生成に量子システムの複雑なリアルタイム散逸ダイナミクスを利用するため、大きなポテンシャルを持つ。 それでも、適切なダイナミクス、ノイズに対する堅牢性、目標とした定常状態を生成する能力を必要とする量子ハードウェアとして、その実現は困難である。 そこで本研究では,量子ホモジェナイザを代替プラットフォームとして提案し,時系列入力データストリームによる機械学習タスクの解決に必要な貯水池力学の必要かつ十分な条件 – textit{stability} と \textit{contractivity} -- を満たすことを証明する。 その結果、核磁気共鳴アンサンブルまたはフォトニック系として物理的に実装可能な量子均質化プロトコルが、貯水池コンピュータとして機能する可能性が示唆された。

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