論文の概要: From Bits to Qubits: The Theory and Practice of Quantum Data Encoding
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.08058v1
- Date: Mon, 07 Sep 2026 23:42:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 19:43:27.033307
- Title: From Bits to Qubits: The Theory and Practice of Quantum Data Encoding
- Title（参考訳）: BitsからQubitsへ:量子データ符号化の理論と実践
- Authors: Xiao-Ming Zhang, Arthur G. Rattew, Bujiao Wu, Georgios Styliaris, Xiaoming Sun, Bálint Koczor, Xiao Yuan,
- Abstract要約: 本稿では,量子データ符号化に関する概念,アルゴリズム,実践的考察について概説する。
我々は、その初期の概念基盤から最近の進歩まで、その発展をたどる。
スパースデータ、ブール関数、テンソルネットワークで表されるデータなどの構造化データに特に注意が払われる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.39129361626032
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Encoding classical data into quantum systems is a foundational step in the execution of nearly all quantum algorithms, and a critical bottleneck in realizing practical quantum advantage. This review provides a comprehensive account of the concepts, algorithms, and practical considerations associated with quantum data encoding. We trace the development from its early conceptual foundations to recent advances, considering commonly used access models, such as quantum state preparation, unitary synthesis, QRAM and block encoding. We survey the circuit size, depth, space-time tradeoffs, as well as non-Clifford resources required for fault-tolerant implementation. We also discuss the roles of different access models in quantum algorithms. Special attention is given to structured data, such as sparse data, Boolean functions and data represented by tensor networks. This review bridges theory and applications, serving both as a pedagogical guide for newcomers and as a reference for active researchers. We also highlight the pivotal role of quantum data encoding in quantum computing and provide insights into future directions that will enable quantum advantage.
- Abstract（参考訳）: 古典的なデータを量子システムにエンコードすることは、ほぼ全ての量子アルゴリズムの実行における基本的なステップであり、実用的な量子優位性を実現する上で重要なボトルネックである。
本稿では,量子データ符号化に関する概念,アルゴリズム,実践的考察について概説する。
我々は、量子状態準備、ユニタリ合成、QRAM、ブロック符号化といった一般的なアクセスモデルを考えると、その初期の概念基盤から最近の進歩まで、その発展を辿る。
我々は、回路サイズ、深さ、時空のトレードオフ、および耐故障性実装に必要な非クリフォードリソースを調査した。
また、量子アルゴリズムにおける異なるアクセスモデルの役割についても論じる。
スパースデータ、ブール関数、テンソルネットワークで表されるデータなどの構造化データに特に注意が払われる。
このレビューは理論と応用を橋渡しし、新参者のための教育ガイドとして、また活発な研究者の参考として機能する。
また、量子コンピューティングにおける量子データ符号化の重要な役割を強調し、量子優位性を実現する将来の方向性についての洞察を提供する。
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