Continuous-variable quantum computation of oracle decision problems
Notice bibliographique
Résumé
Quantum information processing is appealing due its ability to solve certain problems quantitatively faster than classical information processing. Most quantum algorithms have been studied in discretely parameterized systems, but many quantum systems are continuously parameterized. The field of quantum optics in particular has sophisticated techniques for manipulating continuously parameterized quantum states of light, but the lack of a code-state formalism has hindered the study of quantum algorithms in these systems. To address this situation, a code-state formalism for the solution of oracle decision problems in continuously-parameterized quantum systems is developed. Quantum information processing is appealing due its ability to solve certain problems quantitatively faster than classical information processing. Most quantum algorithms have been studied in discretely parameterized systems, but many quantum systems are continuously parameterized. The field of quantum optics in particular has sophisticated techniques for manipulating continuously parameterized quantum states of light, but the lack of a code-state formalism has hindered the study of quantum algorithms in these systems. To address this situation, a code-state formalism for the solution of oracle decision problems in continuously-parameterized quantum systems is developed. In the infinite-dimensional case, we study continuous-variable quantum algorithms for the solution of the Deutsch–Jozsa oracle decision problem implemented within a single harmonic-oscillator. Orthogonal states are used as the computational bases, and we show that, contrary to a previous claim in the literature, this implementation of quantum information processing has limitations due to a position-momentum trade-off of the Fourier transform. We further demonstrate that orthogonal encoding bases are not unique, and using the coherent states of the harmonic oscillator as the computational bases, our formalism enables quantifying the relative performances of different choices of the encoding bases. We extend our formalism to include quantum algorithms in the continuously parameterized yet finite-dimensional Hilbert space of a coherent spin system. We show that the highest-squeezed spin state possible can be approximated by a superposition of two states thus transcending the usual model of using a single basis state as algorithm input. As a particular example, we show that the close Hadamard oracle-decision problem, which is related to the Hadamard codewords of digital communications theory, can be solved quantitatively more efficiently using this computational model than by any known classical algorithm.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».