論文の概要: Quantum Algorithms Without Coherent Quantum Access

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.02515v2
• Date: Sun, 02 Nov 2025 16:56:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-04 18:19:02.722916
• Title: Quantum Algorithms Without Coherent Quantum Access
• Title（参考訳）: コヒーレントな量子アクセスのない量子アルゴリズム
• Authors: Nhat A. Nghiem,
• Abstract要約: ほとんどの量子スピードアップは、古典的な情報をコヒーレントな量子的にアクセスできるサブルーチンに依存している。 このようなアクセスがなければ、量子コンピュータは古典的なコンピュータよりも強いものではないことが示されている。 本研究では,いくつかの量子アルゴリズムの変種を開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Demonstrating quantum advantage has been a pressing challenge in the field. Most claimed quantum speedups rely on a subroutine in which classical information can be accessed in a coherent quantum manner, which imposes a crucial constraint on the implementability of these quantum algorithms. It has even been shown that without such an access, the quantum computer cannot be stronger than the classical counterparts. Thus, whether a quantum computer can be useful for practical applications is still open. In this work, we develop several variants of quantum algorithms. Our key framework employs a classical preprocessing step and a quantum procedure to perform gradient descent. We then translate such algorithm into an algorithm for solving linear systems, performing least-square fitting, building a support vector machine, performing supervised cluster assignment, training neural network, and solving for ground-state/excited-state energy, performing principle component analysis, with end-to-end applications of quantum algorithms. The classical preprocessing and the quantum procedure of our framework are shown to have logarithmic complexity in the dimension of input data, and quantum coherent access to input data is not required. Thus, our framework suggests an alternatively efficient route for quantum computers to handle real-world problems.
• Abstract（参考訳）: 量子的優位性を示すことは、この分野において急進的な課題である。 ほとんどの主張されている量子スピードアップは、古典的な情報がコヒーレントな量子的方法でアクセス可能なサブルーチンに依存しており、これらの量子アルゴリズムの実装可能性に決定的な制約が課されている。 このようなアクセスがなければ、量子コンピュータは古典的なコンピュータよりも強いものではないことが示されている。 したがって、量子コンピュータが実用化に有用であるかどうかはまだ未定である。 本研究では,いくつかの量子アルゴリズムの変種を開発する。 我々の鍵となるフレームワークは、古典的な前処理ステップと量子プロシージャを使って勾配降下を行う。 そして、そのようなアルゴリズムを線形システムの解法、最小二乗フィッティング、サポートベクタマシンの構築、クラスタ割り当ての監督、ニューラルネットワークの訓練、地上状態/励起状態エネルギーの解法、原理成分分析、量子アルゴリズムのエンドツーエンド応用のためのアルゴリズムに変換する。 古典的な前処理と我々のフレームワークの量子手順は入力データの次元に対数的複雑性があることを示し、入力データへの量子コヒーレントアクセスは不要である。 このように、我々のフレームワークは、現実の問題を処理するための量子コンピュータの代替的効率的な経路を示唆している。

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