論文の概要: Dissipative phase transitions in quantum reservoir computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.20345v1
• Date: Thu, 17 Sep 2026 13:11:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:54.284614
• Title: Dissipative phase transitions in quantum reservoir computing
• Title（参考訳）: 量子貯水池計算における散逸相転移
• Abstract要約: 我々は,1次および連続散逸相転移において,駆動散逸性Kerr貯水池を系統的に比較した。 両位相境界付近で拡張メモリと非線形処理を求める。 これらの発見は、散逸性量子貯水池を設計するための物理的基盤を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8686025362049222
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Enhanced performance of quantum reservoir computing has been associated with dynamical phase transitions, but whether this connection extends to dissipative systems and which relaxation mechanisms underlie it remain insufficiently understood. We systematically compare driven-dissipative Kerr reservoirs across first-order and continuous dissipative phase transitions and find enhanced memory and nonlinear processing near both phase boundaries. Although the closure of the Liouvillian gap marks the transitions in the thermodynamic limit, computational performance does not generally follow gap suppression. An exact post-training Liouvillian-mode decomposition quantitatively attributes the trained memory to intrinsic relaxation channels. It shows that the gap mode contributes only weakly, while finite-rate modes and their cross-contributions dominate the enhanced capacity. These results go beyond phenomenological correlations by directly linking memory capacity to the intrinsic Liouvillian relaxation spectrum. Moreover, these findings provide a physical basis for designing dissipative quantum reservoirs and testing memory-enhancement mechanisms in experimentally accessible Kerr platforms.
• Abstract（参考訳）: 量子貯水池計算の性能向上は、動的相転移と関連付けられているが、この接続が散逸系にまで拡張され、緩和機構が不十分なままである。 我々は, 第一次および連続散逸相転移におけるKerr貯水池を系統的に比較し, 両相境界付近で拡張メモリと非線形処理を求める。 リウヴィリアギャップの閉包は熱力学限界の遷移を示すが、計算性能は一般にギャップ抑制に従わない。 正確に訓練後のLiouvillian-mode分解は、トレーニングされたメモリを本質的な緩和チャネルに定量的に割り当てる。 これはギャップモードが弱みにしか寄与しないことを示しているが、有限レートモードとそのクロスコントリビューションは拡張容量を支配している。 これらの結果は、メモリ容量と固有のリウビリアン緩和スペクトルを直接リンクすることで、現象学的相関を越えている。 さらに, これらの知見は, 散逸性量子貯水池を設計し, 実験的に利用可能なKerrプラットフォームにおけるメモリ拡張機構をテストするための物理的基盤を提供する。

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