論文の概要: QMIMO: Circuit Based Quantum MIMO Design with Variational Receiver
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.07428v1
- Date: Fri, 07 Aug 2026 17:16:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-10 16:21:25.576275
- Title: QMIMO: Circuit Based Quantum MIMO Design with Variational Receiver
- Title（参考訳）: QMIMO:可変受信器を用いた回路型量子MIMO設計
- Abstract要約: 本稿では,古典的多入力多重出力(MIMO)通信の量子拡張について検討する。
この枠組みでは、干渉は付加的な信号結合ではなく、コヒーレントな量子相互作用によって表現される。
送信された情報を回復するために、近似逆チャネル変換を学習する変分量子回路(VQC)受信機を導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9395222766576343
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: This paper investigates a quantum extension of classical Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) communication in which the conventional linear channel model is replaced by a parameterized multi-qubit unitary transformation. Within this framework, interference is represented through coherent quantum interactions rather than additive signal coupling. To recover transmitted information, a Variational Quantum Circuit (VQC) receiver is introduced that learns an approximate inverse channel transformation through supervised variational optimization. The proposed system is evaluated under realistic noisy intermediate-scale quantum (NISQ) conditions incorporating depolarizing noise, thermal relaxation, and measurement imperfections, and its performance is compared with that of standard classical detection methods. The results reveal a trade-off between the two approaches: classical detectors achieve substantially lower bit-error rates across much of the investigated parameter range but exhibit pronounced performance degradation for specific channel configurations, whereas the VQC receiver maintains a more uniform error profile as channel complexity increases, albeit at a higher average BER. These findings suggest that variational quantum receivers are not a direct replacement for classical detection methods, but rather a complementary approach that may offer increased performance stability in communication scenarios characterized by strong coupling and complex interference patterns.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,従来の線形チャネルモデルをパラメータ化マルチキュービットユニタリ変換に置き換えた,古典的多重入力多重出力(MIMO)通信の量子拡張について検討する。
この枠組みの中では、干渉は付加的な信号結合ではなく、コヒーレントな量子相互作用によって表現される。
伝送された情報を回復するために、教師付き変分最適化により近似逆チャネル変換を学習する変分量子回路(VQC)受信機を導入する。
提案システムは非偏極雑音, 熱緩和, 測定不完全さを取り入れた, 現実雑音型中間規模量子(NISQ)条件下で評価し, その性能を古典的検出法と比較した。
VQC受信機は、チャネルの複雑さが増大するにつれて、より均一なエラープロファイルを維持できるが、平均BERが上昇する一方、従来の検出器は、調査対象のパラメータ範囲の大部分でビットエラー率を大幅に低下させるが、特定のチャネル構成に対して顕著な性能低下を示す。
これらの結果は、変分量子受信機は古典的検出法を直接置き換えるものではなく、強い結合と複雑な干渉パターンを特徴とする通信シナリオにおける性能の安定性を高めるための補完的なアプローチであることを示している。
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