論文の概要: Programmable Coherent Memory Kernels for Quantum Reservoir Computing in Waveguide QED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.27072v1
• Date: Tue, 22 Sep 2026 21:11:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-25 00:05:17.775057
• Title: Programmable Coherent Memory Kernels for Quantum Reservoir Computing in Waveguide QED
• Title（参考訳）: 導波路QEDにおける量子貯留層計算のためのプログラム型コヒーレントメモリカーネル
• Abstract要約: 結合幾何学によりコヒーレントメモリリターンを制御する導波管-QED量子貯水池を提案する。 遅延分解メモリベンチマークでは、2つの補完関数が示される: 導波路伝搬は過去の情報がいつ戻るかを決定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.28998070560027
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Reservoir computing requires not only long memory, but also memory distributed over the timescales relevant to a given task. In most quantum reservoir computing architectures, however, the memory profile emerges from intrinsic dynamics and cannot be directly engineered. Here we introduce a waveguide-QED quantum reservoir in which coherent memory return is controlled by the coupling geometry. The reservoir consists of a driven Kerr-nonlinear resonator coupled to a one-dimensional waveguide at spatially separated points. An unmeasured propagating field carries information about past inputs and coherently returns it to the resonator after a finite propagation time, forming a non-Markovian feedback channel without intermediate measurement or classical reinjection. Delay-resolved memory benchmarks reveal two complementary functions: waveguide propagation determines when past information returns, whereas Kerr dynamics convert the returned field into nonlinear temporal features accessible through a linear readout. NARMA-$n$ prediction shows that the optimal feedback delay shifts systematically with task order and approximately tracks the explicit input-product lag. These results establish coherent delayed feedback as a mechanism for engineering task-relevant memory in quantum reservoir computing.
• Abstract（参考訳）: Reservoirコンピューティングは、長いメモリだけでなく、特定のタスクに関連する時間スケールに分散したメモリを必要とする。 しかし、ほとんどの量子貯水池計算アーキテクチャでは、メモリプロファイルは固有の力学から生まれ、直接設計することはできない。 本稿では、結合幾何学によりコヒーレントメモリリターンを制御する導波管-QED量子貯水池を提案する。 貯留層は、空間的に分離された点において1次元の導波路に結合された、Kerr非線形共振器からなる。 測定されていない伝搬場は、過去の入力に関する情報を持ち、有限伝播時間後に共振器にコヒーレントに返却し、中間測定や古典的な再帰なしにマルコフフィードバックチャネルを形成する。 遅延分解メモリベンチマークでは、2つの補完関数が示される: 導波路伝搬は過去の情報がいつ戻るかを決定する。 NARMA-$n$予測は、最適フィードバック遅延がタスク順序とともに体系的に変化し、明示的な入力積の遅延をほぼ追跡していることを示している。 これらの結果は、量子貯水池計算におけるタスク関連メモリのエンジニアリングメカニズムとして、コヒーレントな遅延フィードバックを確立する。

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