量子コンテキスト冗長性によるランダム アクセス コード

量子コンテキスト冗長性によるランダム アクセス コード

タイムスタンプ：13年2023月6日午前16時XNUMX分
ソースノード： 1898879

ジャンカルロ・ガッティ1,2,3, ダニエル・ウエルガ1, エンリケ・ソラノ1,4,5,6, ミケル・サンツ1,2,5,7

1バスク大学UPV / EHU、スペイン、ビルバオ、644、Apartado 48080、物理化学科
2バスク大学UPV/EHUのEHU量子センター
3Quantum MADS、Uribitarte Kalea 6、48001 ビルバオ、スペイン
4科学技術のための量子人工知能の国際センター (QuArtist) および物理学科、上海大学、200444 上海、中国
5IKERBASQUE、バスク科学財団、Plaza Euskadi 5、48009 ビルバオ、スペイン
6Kipu Quantum、Greifswalderstrasse 226、10405 ベルリン、ドイツ
7Basque Center for Applied Mathematics (BCAM), Alameda de Mazarredo 14, 48009 Bilbao, バスク国, スペイン

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抽象

ランダムアクセスコードの量子相関を活用して、多体パウリオブザーバブルの測定統計で古典的なビットをエンコードするプロトコルを提案します。 これらのオブザーバブルで構築された測定コンテキストは、固有の冗長性を備えた結果をもたらします。これは、データを一連の便利なコンテキスト固有状態にエンコードすることによって活用されます。 これにより、少ないリソースでエンコードされたデータにランダムにアクセスできます。 使用される固有状態は高度に絡み合っており、離散的にパラメーター化された低深度の量子回路によって生成できます。 このプロトコルのアプリケーションには、デシジョン ツリーの場合のように、部分的な検索のみで大規模なデータ ストレージを必要とするアルゴリズムが含まれます。 $n$-qubit 状態を使用すると、この量子ランダム アクセス コードは、$nge 14$ の従来の対応するものよりも、$n ge 16$ の以前の量子ランダム アクセス コードよりも成功確率が高くなります。 さらに、$nge 18$ の場合、成功確率 $0.999$、圧縮率 $O(n^2/2^n)$ のほぼ可逆圧縮プロトコルに増幅できます。 保存できるデータは、$n= 44$ で Google ドライブ サーバーの容量に相当し、$n= 100$ でチェスのブルート フォース ソリューション (任意のボード構成で何をすべきか) に相当します。

主な画像: 量子ランダム アクセス コードの視覚化。 古典的なデータは量子状態にエンコードされ、フラグメントは適切な基準で測定することによって取得されます。 この論文で使用される測定ベースは、交換多体パウリ観測量のセットによって定義されます。

人気の要約

量子ランダム アクセス コード (QRAC) は、多数のビットをより少ない量子ビットに格納し、従来の対応するものよりも高い検索成功確率を示します。 これを行うために、ビットは量子状態にマッピングされ、すべてのビットは量子測定のタイプに関連付けられ、後でそれを取得するために実行できます。 これらの測定ベースは通常、相互に偏りがないように選択されます。

この論文では、代わりに相互にバイアスされた測定ベースの使用を提案し、すべてのビットが複数の測定ベースに現れるようにします。 これにより、欠点が生じるのではなく、最も便利な基準を使用して各ビットをエンコードできるため、大規模な量子システムのリソースを節約できます。 私たちはビットを伝えるために多体パウリ観測量を採用し、構築可能な交換観測量の各セットは 2 つの測定基準を定義します。 $n$ 量子ビットのシステムを使用したこのアプローチは、$O(n^2/16^n)$ の漸近圧縮率と、$n ge XNUMX$ の以前の QRAC よりも優れた成功確率を示しています。

►BibTeXデータ

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によって引用

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