論文の概要: Fast and Error-Correctable Quantum RAM

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.19172v1
• Date: Mon, 24 Mar 2025 21:51:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-26 16:53:50.141360
• Title: Fast and Error-Correctable Quantum RAM
• Title（参考訳）: 高速かつ誤り補正可能な量子RAM
• Authors: Francesco Cesa, Hannes Bernien, Hannes Pichler,
• Abstract要約: 量子デバイスは、従来のコンピュータと根本的に異なる方法でデータを処理できる。 多くのアルゴリズムは量子ランダムアクセスメモリ(QRAM)の助けを必要とする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2184775414778289
• License:
• Abstract: Quantum devices can process data in a fundamentally different way than classical computers. To leverage this potential, many algorithms require the aid of a quantum Random Access Memory (QRAM), i.e. a module capable of efficiently loading datasets (both classical and quantum) onto the quantum processor. However, a realization of this fundamental building block is still outstanding, since existing proposals require prohibitively many resources for reliable implementations, or are not compatible with current architectures. Moreover, present approaches cannot be scaled-up, as they do not allow for efficient quantum error-correction. Here we develop a QRAM design, that enables fast and robust QRAM calls, naturally allows for fault-tolerant and error-corrected operation, and can be integrated on present hardware. Our proposal employs a special quantum resource state that is consumed during the QRAM call: we discuss how it can be assembled and processed efficiently in a dedicated module, and give detailed blueprints for modern neutral-atom processors. Our work places a long missing, fundamental component of quantum computers within reach of currently available technology; this opens the door to algorithms featuring practical quantum advantage, including search or oracular problems, quantum chemistry and machine learning.
• Abstract（参考訳）: 量子デバイスは、従来のコンピュータと根本的に異なる方法でデータを処理できる。 この可能性を活用するために、多くのアルゴリズムは量子ランダムアクセスメモリ(QRAM)の助けを必要とする。 しかし、既存の提案では、信頼性のある実装には非常に多くのリソースを必要とするか、現在のアーキテクチャと互換性がないため、この基本的なビルディングブロックの実現は依然として際立っている。 さらに、効率的な量子誤り訂正を許さないため、現在の手法はスケールアップできない。 そこで我々は,高速で堅牢なQRAMコールを実現するQRAM設計を開発し,フォールトトレラントおよびエラー訂正操作を自然に可能とし,現在のハードウェアに組み込むことができる。 提案では、QRAMコール中に消費される特別な量子リソース状態を用いて、これを専用のモジュールで効率的に組み立て、処理する方法について議論し、現代の中性原子プロセッサの詳細な青写真を提供する。 私たちの研究は、現在利用可能な技術の範囲内に、量子コンピュータの長い欠落した基本的なコンポーネントを配置しています。

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