論文の概要: Reconfigurable qubit states and quantum trajectories in a synthetic artificial neuron network with a process to direct information generation from co-integrated burst-mode spiking under non-Markovianity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16669v1
- Date: Tue, 22 Jul 2025 15:02:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.16727
- Title: Reconfigurable qubit states and quantum trajectories in a synthetic artificial neuron network with a process to direct information generation from co-integrated burst-mode spiking under non-Markovianity
- Title（参考訳）: 人工ニューロンネットワークにおける再構成可能な量子ビット状態と量子軌道 : 非マルコビアン性下での共積分バーストモードスパイキングからの情報生成プロセス
- Authors: Osama M. Nayfeh, Chris S. Horne,
- Abstract要約: 量子情報処理とスパイキング計算を併用した状態で機能する人工ニューロンネットワークを提案する。
これにより、クォービットのコヒーレンス状態と絡み合い、タンデムで読み出しや基本演算のような関数を実行することができる。
これにより、高度な機能を備えた情報パケットの生成と計算処理が可能になり、ルーティングにおけるセキュリティレベルが向上する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A synthetic artificial neuron network functional in a regime where quantum information processes are co-integrated with spiking computation provides significant improvement in the capabilities of neuromorphic systems in performing artificial intelligence and autonomy tasks. This provides the ability to execute with the qubit coherence states and entanglement as well as in tandem to perform functions such as read out and basic arithmetic with conventional spike-encoding. Ultimately, this enables the generation and computational processing of information packets with advanced capabilities and an increased level of security in their routing. We now use the dynamical pulse sequences generated by a memristive spiking neuron to drive synthetic neurons with built-in superconductor-ionic memories built in a lateral layout with integrated Niobium metal electrodes as well as a gate terminal and an atomic layer deposited ionic barrier. The memories operate at very low voltage and with direct, and hysteretic Josephson tunneling and provide enhanced coherent properties enabling qubit behavior. We operated now specifically in burst mode to drive its built-in reconfigurable qubit states and direct the resulting quantum trajectory. We analyze the new system with a Hamiltonian that considers an integrated rotational dependence, dependent on the unique co-integrated bursting mode spiking- and where the total above threshold spike count is adjustable with variation of the level of coupling between the neurons. We then examined the impact of key parameters with a longer-term non-Markovian quantum memory and finally explored a process and algorithm for the generation of information packets with a coupled and entangled set of these artificial neuron qubits that provides for a quantum process to define the level of regularity or awareness of the information packets.
- Abstract（参考訳）: 量子情報処理とスパイク計算を併用したシステムで機能する人工ニューロンネットワークは、人工知能や自律タスクの実行において、ニューロモルフィックシステムの能力を大幅に向上させる。
これにより、クォービットのコヒーレンス状態と絡み合い、タンデムで読み出しや従来のスパイクエンコーディングによる基本的な算術のような関数を実行することができる。
これにより、高度な機能を備えた情報パケットの生成と計算処理が可能になり、ルーティングにおけるセキュリティレベルが向上する。
現在我々は、メムリシブスパイキングニューロンによって生成された動的パルスシーケンスを用いて、ニオブ金属電極とゲート端子と原子層沈着イオンバリアを一体化した横配置の超伝導イオンメモリを内蔵した合成ニューロンを駆動している。
メモリは非常に低い電圧で動作し、直接的かつヒステリックなジョセフソントンネルで動作し、量子ビットの挙動を可能にするコヒーレントな特性を提供する。
現在はバーストモードで動作し、構成変更可能な量子ビット状態を駆動し、結果の量子軌道を指示します。
我々は、一意の共積分バーストモードのスパイクに依拠し、ニューロン間の結合のレベルの変化に応じて、上記の閾値スパイクカウントが調整可能であるハミルトニアンを用いて、新しい系を解析した。
次に、長寿命の非マルコフ量子メモリを用いて鍵パラメータの影響を調査し、最終的にこれらの人工ニューロン量子ビットの結合および絡み合った集合を持つ情報パケットの生成プロセスとアルゴリズムを探索し、情報パケットの正則性や認識のレベルを定義する量子プロセスを提供する。
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