論文の概要: Short-time quantum Fourier transform processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.20649v1
• Date: Tue, 29 Apr 2025 11:19:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 19:15:54.86414
• Title: Short-time quantum Fourier transform processing
• Title（参考訳）: 短時間量子フーリエ変換処理
• Authors: Sreeraj Rajindran Nair, Benjamin Southwell, Christopher Ferrie,
• Abstract要約: 本稿では,このギャップを埋めるために,短時間のQFT (STQFT) 処理技術を紹介する。 我々は、置換ゲートを用いて、量子領域に新しい重複付加再構成手法を開発し、その後のウィンドウを結合する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9217021281095907
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Algorithms for processing data in short-time batches are critical for both online and offline processing of streamed and large data respectively due to the quadratic relation between signal length and computational cost of convolution-based processing schemes. Whilst quantum analogs to some digital signal processing algorithms have been discovered, including the quantum Fourier transform (QFT), there has been no development of short-time processing techniques in the quantum domain. In this manuscript, we introduce the short-time QFT (STQFT) processing technique to bridge this gap in research. We develop a novel overlap-add reconstruction technique in the quantum domain using a permutation gate to combine subsequent windows. With this in mind, we discuss convolution under our novel STQFT processing scheme. We demonstrate filtering in the quantum Fourier domain with a filter stored in a quantum register as well as in a block encoded unitary gate. Throughout the paper, we elaborate upon implementation details such as applying DC offsets to input signals, skipping input data frames whenever necessary, the use of overlap-save as a reconstruction technique and mitigating time-varying scaling due to normalization of the windowed input data and filters.
• Abstract（参考訳）: 信号長と畳み込みに基づく処理方式の計算コストの2次関係により,ストリーム処理と大規模データのオンライン処理とオフライン処理の両方において,短時間バッチでデータを処理するアルゴリズムが重要となる。 量子フーリエ変換(QFT)を含むいくつかのデジタル信号処理アルゴリズムに対する量子アナログが発見されているが、量子領域における短時間処理技術の開発は行われていない。 本稿では,このギャップを埋めるために,短時間のQFT (STQFT) 処理技術を紹介する。 我々は、置換ゲートを用いて、量子領域に新しい重複付加再構成手法を開発し、その後のウィンドウを結合する。 このことを念頭に、新しいSTQFT処理方式の下での畳み込みについて論じる。 量子レジスタに格納されたフィルタとブロック符号化ユニタリゲートを用いて量子フーリエ領域におけるフィルタを実証する。 本稿では,直流オフセットを入力信号に適用すること,入力データフレームをいつでもスキップすること,オーバーラップセーブを再構成技術として使用すること,ウィンドウ化された入力データとフィルタの正規化による時間変化スケーリングの緩和など,実装の詳細について詳しく述べる。

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