論文の概要: Noisy-enhanced quantum search on complex networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.01762v1
• Date: Mon, 03 Mar 2025 17:36:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-05 19:14:47.844386
• Title: Noisy-enhanced quantum search on complex networks
• Title（参考訳）: 複素ネットワーク上の雑音付き量子探索
• Authors: Ugo Nzongani, Andrea Simonetto, Giuseppe Di Molfetta,
• Abstract要約: このレターでは、ターゲット要素にのみ接続されるグラフに余分なトラップを追加することで、通常の探索問題を修正します。 グラフトポロジーと対象要素の接続性により、このハイブリッドアプローチは、トラップ部位に到達するための純粋に古典的または量子的進化よりも優れていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.17431678544333
• License:
• Abstract: The task of finding an element in an unstructured database is known as spatial search and can be expressed as a quantum walk evolution on a graph. In this Letter, we modify the usual search problem by adding an extra trapping vertex to the graph, which is only connected to the target element. The walker evolution is a mix between classical and quantum walk search dynamics. The balance between unitary and non-unitary dynamics is tuned with a parameter, and we numerically show that depending on the graph topology and the connectivity of the target element, this hybrid approach can outperform a purely classical or quantum evolution for reaching the trapping site. We show that this behavior is only observed in the presence of an extra trapping site, and that depending on the topology, the increase of non-unitary operations can be compensated by increasing the strength of the quantum walk exploration. This compensation comes at the cost of reducing the searching feature of the evolution induced by the Hamiltonian. We also relate the optimal hybrid regime to the entropy's decay rate. As the introduction of non-unitary operations may be considered as noise, we interpret this phenomena as a noisy-assisted quantum evolution.
• Abstract（参考訳）: 構造化されていないデータベース内の要素を見つけるタスクは空間探索と呼ばれ、グラフ上の量子ウォーク進化として表すことができる。 このレターでは、ターゲット要素にのみ接続されるグラフに追加のトラップ頂点を追加することで、通常の探索問題を修正します。 ウォーカーの進化は、古典的なウォークと量子的なウォークのダイナミクスの混合である。 ユニタリダイナミクスと非ユニタリダイナミクスのバランスはパラメータで調整され、グラフトポロジーと対象要素の接続性によって、このハイブリッドアプローチはトラップサイトに到達するための純粋に古典的あるいは量子的進化よりも優れていることを示す。 この挙動は、余分なトラップ場の存在下でのみ観察され、トポロジーによっては、量子ウォーク探索の強度を増大させることで、非単位演算の増加を補うことができることを示す。 この補償は、ハミルトニアンによって誘導される進化の探索特性を減少させるコストが伴う。 また、最適ハイブリッド状態とエントロピーの崩壊率を関連づける。 非単項演算の導入はノイズと見なすことができるので、この現象をノイズ支援量子進化と解釈する。

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