論文の概要: Robust Quantum Algorithmic Binary Decision-Making on Displacement Signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.16081v1
- Date: Thu, 22 Jan 2026 16:22:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-23 21:37:20.650348
- Title: Robust Quantum Algorithmic Binary Decision-Making on Displacement Signals
- Title（参考訳）: 変位信号のロバスト量子アルゴリズムによる2値決定
- Authors: Aishwarya Majumdar, Yuan Liu,
- Abstract要約: 量子領域における関連する信号は、ボゾン相空間における変位または位相シフト作用素として現れる。
本稿では,一般化量子信号処理を用いたフレームワークGQSPIを提案する。
提案フレームワークは,任意のしきい値に対して,一発または数発の撮影で任意の変位信号の判定を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.042709905708249
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A relevant signal in the quantum domain may manifest as a displacement or a phase shift operator in the bosonic phase space. For a real parameter $β$ embedded in such a displacement operator, the task of determining if $β\in [β_{-th}, β_{+th}]$ for real asymmetric thresholds $(β_{-th} \ne -β_{+th})$ is a binary decision problem. We propose a framework based on generalized quantum signal processing interferometry (GQSPI) on hybrid qubit-bosonic oscillator systems that addresses this parameter detection problem by recasting the practical task of active binary hypothesis testing on quantum systems to that of a polynomial approximation. We achieve a small decision error probability $p_{err}$ on the order of $O(\frac{1}{d}\log{(d)})$, with $d$ as the circuit depth. We analyze the protocol when (i) $β$ is a deterministic parameter, and (ii) when $β$ is drawn randomly from a known prior distribution. The performance of the sensing protocol under dephasing noise is also shown to be robust. We further extend our protocol from two thresholds to more general multi-threshold cases as well. Overall, the proposed framework enables decision-making over arbitrary thresholds for any general displacement signal in a single or a few shots.
- Abstract（参考訳）: 量子領域における関連する信号は、ボゾン相空間における変位または位相シフト作用素として現れる。
そのような変位作用素に埋め込まれた実パラメータ $β$ に対して、実非対称しきい値 $(β_{-th} \ne -β_{+th})$ に対して $β\in [β_{-th}, β_{+th}]$ が二項決定問題であるかどうかを決定するタスク。
本稿では,このパラメータ検出問題に対処するハイブリッド量子ビット-ボゾン振動子系における一般化量子信号処理干渉法(GQSPI)に基づくフレームワークを提案する。
我々は、回路深さとして$d$を持つ$O(\frac{1}{d}\log{(d)})$の順序で、小さな決定エラー確率$p_{err}$を達成する。
プロトコルをいつ分析するか
(i)$β$は決定論的パラメータであり、
(ii) 既知の事前分布から$β$がランダムに引かれるとき。
また, 劣化雑音下での検知プロトコルの性能は, 頑健であることがわかった。
さらに、プロトコルを2つのしきい値から、より一般的なマルチスレッドのケースにも拡張します。
全体として、提案するフレームワークは、任意のしきい値に対して、一発または数発のショットで任意の変位信号の判定を可能にする。
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