論文の概要: Quantum Qomrades: Catalysts in Resource Theories and Memories in Dynamic Programming
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.00454v1
- Date: Sat, 01 Nov 2025 08:36:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-05 16:37:26.78459
- Title: Quantum Qomrades: Catalysts in Resource Theories and Memories in Dynamic Programming
- Title(参考訳): Quantum Qomrades: リソース理論における触媒と動的プログラミングにおける記憶
- Authors: Jeongrak Son,
- Abstract要約: この論文は補助システムを使用する際の基礎となる強度源について考察する。
次に、これらの知見を量子コンピューティングの実践的な問題に適用する。
補助システムを利用したアルゴリズムパラダイムを考案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum information theory explores the limits of manipulating quantum states. While auxiliary systems often enhance information processing, a systematic explanation for their power has been lacking. This thesis addresses this gap by investigating the underlying sources of strength in using auxiliary systems. We then apply these insights to practical problems in quantum computing and devise an algorithmic paradigm leveraging auxiliary systems. The first part examines catalysts -- auxiliary systems that remain unaltered -- and identifies three advantages: a memory effect, the ability to fine-tune catalyst states, and their role as seed states for resource distribution. The second part presents a strategy for solving recursive problems in quantum algorithms by employing auxiliary states as memories, achieving an exponential reduction in circuit depth at the cost of increased width. The findings in this thesis would facilitate future research into fundamental problems like resource interconversion and practical ones like optimal quantum circuit synthesis.
- Abstract(参考訳): 量子情報理論は、量子状態を操作する限界を探求する。
補助システムは情報処理を強化することが多いが、その能力に関する体系的な説明は欠如している。
この論文は、補助システムを使用する際の基礎となる強度源を調べることによって、このギャップに対処する。
次に、これらの知見を量子コンピューティングの実践的な問題に適用し、補助システムを利用したアルゴリズムパラダイムを考案する。
第1部では、未変化のままの触媒(補助的なシステム)を調べ、記憶効果、触媒状態の微調整能力、資源分配のシード状態としてのそれらの役割の3つの利点を識別する。
第2部は、補助状態を記憶として利用し、幅の増大を犠牲にして回路深さの指数的な減少を実現することにより、量子アルゴリズムにおける再帰的な問題を解決する戦略を示す。
この論文における発見は、リソース相互変換や最適量子回路合成のような実践的な問題に関する今後の研究に役立つだろう。
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