কোয়ান্টাম তথ্যের বাধার জন্য দক্ষ অ্যালগরিদম

কোয়ান্টাম তথ্যের বাধার জন্য দক্ষ অ্যালগরিদম

মাসাহিতো হায়াশি1,2,3,4 এবং ইউক্সিয়াং ইয়াং5

1শেনজেন ইনস্টিটিউট ফর কোয়ান্টাম সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং, সাউদার্ন ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি, শেনজেন, 518055, চীন
2আন্তর্জাতিক কোয়ান্টাম একাডেমী (SIQA), Futian জেলা, Shenzhen 518048, China
3কোয়ান্টাম সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের গুয়াংডং প্রাদেশিক কী ল্যাবরেটরি, সাউদার্ন ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি, শেনজেন, 518055, চীন
4গণিতের গ্র্যাজুয়েট স্কুল, নাগোয়া বিশ্ববিদ্যালয়, নাগোয়া, 464-8602, জাপান
5কিউআইসিআই কোয়ান্টাম ইনফরমেশন অ্যান্ড কম্পিউটেশন ইনিশিয়েটিভ, কম্পিউটার সায়েন্স বিভাগ, হংকং ইউনিভার্সিটি, পোকফুলাম রোড, হংকং

এই কাগজ আকর্ষণীয় খুঁজুন বা আলোচনা করতে চান? স্কাইটে বা স্কাইরেটে একটি মন্তব্য দিন.

বিমূর্ত

প্রাসঙ্গিক তথ্য বের করার ক্ষমতা শেখার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। যেমন একটি বুদ্ধিমান পদ্ধতি হল তথ্য বাধা, একটি অপ্টিমাইজেশন সমস্যা যার সমাধান একটি বৃহৎ সিস্টেম থেকে প্রাসঙ্গিক তথ্যের একটি বিশ্বস্ত এবং মেমরি-দক্ষ প্রতিনিধিত্বের সাথে মিলে যায়। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং যুগের আবির্ভাব কোয়ান্টাম সিস্টেম সম্পর্কিত তথ্যের উপর কাজ করে এমন দক্ষ পদ্ধতির জন্য কল করে। এখানে আমরা তথ্যের বাধার কোয়ান্টাম সাধারণীকরণের জন্য একটি নতুন এবং সাধারণ অ্যালগরিদম প্রস্তাব করে এটির সমাধান করি। আমাদের অ্যালগরিদম পূর্বের ফলাফলের সাথে তুলনা করে গতি এবং অভিসারের সুনির্দিষ্টতায় উৎকৃষ্ট। এটি অনেক বিস্তৃত সমস্যার জন্যও কাজ করে, যার মধ্যে রয়েছে ডিটারমিনিস্টিক ইনফরমেশন বটলনেকের কোয়ান্টাম এক্সটেনশন, মূল তথ্যের বাধা সমস্যার একটি গুরুত্বপূর্ণ রূপ। উল্লেখযোগ্যভাবে, আমরা আবিষ্কার করেছি যে একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম কোয়ান্টাম ইনফরমেশন বটলনেক সম্পর্কিত একই আকারের একটি ক্লাসিক্যাল সিস্টেমের চেয়ে কঠোরভাবে ভাল কার্যকারিতা অর্জন করতে পারে, কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং এর সুবিধার ন্যায্যতার জন্য নতুন দৃষ্টি প্রদান করে।

কল্পনা করুন যে আবহাওয়া সম্পর্কে প্রচুর পরিমাণে ডেটা তৈরি হয়। আগামীকালের আবহাওয়ার ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য, এত বিপুল পরিমাণ ডেটা পরিচালনা করা কঠিন, এবং মূল বড় ডেটা X থেকে প্রয়োজনীয় তথ্য T বের করার প্রয়োজন। তথ্যের বাধা একটি নির্দিষ্ট তথ্যের পরিমাণ কমিয়ে তথ্য নিষ্কাশনের এই উদ্দেশ্যটি উপলব্ধি করে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং যুগের আবির্ভাব কোয়ান্টাম সিস্টেমের জন্য কাজ করে এমন তথ্যের বাধা অ্যালগরিদমগুলির জন্য কল করে। এই কাজে, আমরা এমন একটি অ্যালগরিদম ডিজাইন করি যেটি সাধারণত কাজ করে যখন T এবং Y উভয়ই একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম হয়। আমাদের অ্যালগরিদম পূর্বের ফলাফলের সাথে তুলনা করে গতি এবং অভিসারের সুনির্দিষ্টতায় উৎকৃষ্ট। লক্ষণীয়ভাবে, আমরা নতুন ডাটাবেস T হিসাবে একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম ব্যবহার করার একটি প্রকৃত সুবিধা পেয়েছি, যা পরামর্শ দেয় যে কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলি মেশিন লার্নিংয়ের মূল বৈশিষ্ট্যগুলি উপস্থাপন করতে আরও ভাল হতে পারে।

► বিবিটেক্স ডেটা

। তথ্যসূত্র

[1] এস আরিমোটো। নির্বিচারে বিচ্ছিন্ন স্মৃতিবিহীন চ্যানেলের ক্ষমতা গণনার জন্য একটি অ্যালগরিদম। তথ্য তত্ত্বের উপর IEEE লেনদেন, 18 (1): 14–20, 1972. 10.1109/​TIT.1972.1054753.
https://​doi.org/​10.1109/​TIT.1972.1054753

[2] লিওনার্দো বাঞ্চি, জেসন পেরেইরা এবং স্টেফানো পিরান্ডোলা। কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিংয়ে সাধারণীকরণ: একটি কোয়ান্টাম তথ্যের দৃষ্টিকোণ। PRX কোয়ান্টাম, 2: 040321, নভেম্বর 2021। 10.1103/​PRXQuantum.2.040321।
https://​doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.2.040321

[3] জ্যাকব বিয়ামন্টে, পিটার উইটেক, নিকোলা প্যানকোটি, প্যাট্রিক রেবেনট্রোস্ট, নাথান উইবে এবং সেথ লয়েড। কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং। প্রকৃতি, 549 (7671): 195–202, 2017। 10.1038/-প্রকৃতি23474।
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23474

[4] আর. ব্লাহুট। চ্যানেল ক্ষমতা এবং হার-বিকৃতি ফাংশন গণনা. তথ্য তত্ত্বের উপর IEEE লেনদেন, 18 (4): 460–473, 1972। 10.1109/​TIT.1972.1054855।
https://​doi.org/​10.1109/​TIT.1972.1054855

[5] কার্স্টেন ব্ল্যাঙ্ক, ড্যানিয়েল কে পার্ক, জুন-কু কেভিন রি, এবং ফ্রান্সেস্কো পেট্রুসিওন। মানানসই কোয়ান্টাম কার্নেল সহ কোয়ান্টাম শ্রেণিবদ্ধকারী। npj কোয়ান্টাম তথ্য, 6 (1): 1–7, 2020। 10.1038/​s41534-020-0272-6।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-020-0272-6

[6] নীলাঞ্জনা দত্ত, ক্রিস্টোফ হিরচে এবং আন্দ্রেয়াস উইন্টার। কোয়ান্টাম ইনফরমেশন বটলনেক ফাংশনের উত্তলতা এবং অপারেশনাল ব্যাখ্যা। 2019 সালে IEEE ইন্টারন্যাশনাল সিম্পোজিয়াম অন ইনফরমেশন থিওরি (ISIT), পৃষ্ঠা 1157–1161, 2019। 10.1109/​ISIT.2019.8849518।
https://​doi.org/​10.1109/​ISIT.2019.8849518

[7] আন্দ্রেস গিলিয়েন, ইউয়ান সু, গুয়াং হাও লো এবং নাথান উইবে। কোয়ান্টাম একবচন মান রূপান্তর এবং এর বাইরে: কোয়ান্টাম ম্যাট্রিক্স পাটিগণিতের জন্য সূচকীয় উন্নতি। 51 তম বার্ষিক ACM SIGACT সিম্পোজিয়ামের কার্যধারায় থিওরি অফ কম্পিউটিং, পৃষ্ঠা 193–204, 2019। 10.1145/​3313276.3316366।
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3313276.3316366

[8] জিভ গোল্ডফেল্ড এবং ইউরি পলিয়ানস্কি। তথ্যের বাধা সমস্যা এবং মেশিন লার্নিং এর প্রয়োগ। IEEE জার্নাল ইনফরমেশন থিওরি, 1 (1): 19–38, 2020। 10.1109/JSAIT.2020.2991561।
https://​doi.org/​10.1109/JSAIT.2020.2991561

[9] Arne L. Grimsmo এবং Susanne Still. কোয়ান্টাম ভবিষ্যদ্বাণীমূলক ফিল্টারিং। ফিজ। Rev. A, 94: 012338, Jul 2016. 10.1103/​physRevA.94.012338.
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজারিভা 94.012338

[10] আরাম ডব্লিউ হ্যারো, অবিনাতন হাসিদিম এবং সেথ লয়েড। সমীকরণের রৈখিক সিস্টেমের জন্য কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম। শারীরিক পর্যালোচনা অক্ষর, 103 (15): 150502, 2009. 10.1103/​PhysRevLett.103.150502।
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .103.150502

[11] Vojtěch Havlíček, Antonio D Corcoles, Kristan Temme, Aram W Harrow, অভিনব কান্দালা, Jerry M Chow, এবং Jay M Gambetta। কোয়ান্টাম-বর্ধিত বৈশিষ্ট্য স্পেস সহ তত্ত্বাবধান করা শিক্ষা। প্রকৃতি, 567 (7747): 209–212, 2019। 10.1038/​s41586-019-0980-2।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-0980-2

[12] মাসাহিতো হায়াশি এবং ভিনসেন্ট ওয়াইএফ ট্যান। আনুমানিক পর্যাপ্ত পরিসংখ্যানের ন্যূনতম হার। তথ্য তত্ত্বের উপর IEEE লেনদেন, 64 (2): 875–888, 2018। 10.1109/​TIT.2017.2775612।
https://​doi.org/​10.1109/​TIT.2017.2775612

[13] কার্ল ডব্লিউ হেলস্ট্রম। কোয়ান্টাম সনাক্তকরণ এবং অনুমান তত্ত্ব। জার্নাল অফ স্ট্যাটিস্টিক্যাল ফিজিক্স, 1 (2): 231–252, 1969। 10.1007/​BF01007479।
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01007479

[14] ক্রিস্টোফ হিরচে এবং আন্দ্রেয়াস উইন্টার। তথ্যের বাধা ফাংশনের জন্য আবদ্ধ একটি বর্ণমালা-আকার। 2020 সালে IEEE ইন্টারন্যাশনাল সিম্পোজিয়াম অন ইনফরমেশন থিওরি (ISIT), পৃষ্ঠা 2383–2388, 2020। 10.1109/​ISIT44484.2020.9174416।
https://​doi.org/​10.1109/​ISIT44484.2020.9174416

[15] আলেকজান্ডার এস হোলেভো। কোয়ান্টাম তত্ত্বের সম্ভাব্যতা এবং পরিসংখ্যানগত দিক, ভলিউম 1. স্প্রিংগার সায়েন্স অ্যান্ড বিজনেস মিডিয়া, 2011। 10.1007/​978-88-7642-378-9।
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-88-7642-378-9

[16] উইনস্টন এইচ.সু, লিন্ডন এস কেনেডি এবং শিহ-ফু চ্যাং। তথ্য বাধা নীতির মাধ্যমে ভিডিও অনুসন্ধান পুনরায় র‌্যাঙ্কিং। MM '06, পৃষ্ঠা 35-44, নিউ ইয়র্ক, NY, USA, 2006. অ্যাসোসিয়েশন ফর কম্পিউটিং মেশিনারি। আইএসবিএন 1595934472। 10.1145/1180639.1180654।
https: / / doi.org/ 10.1145 / 1180639.1180654

[17] সেথ লয়েড, মারিয়া শুল্ড, আরোসা ইজাজ, জোশ ইজাক এবং নাথান কিলোরান। মেশিন লার্নিং এর জন্য কোয়ান্টাম এম্বেডিং। arXiv প্রিপ্রিন্ট arXiv:2001.03622, 2020. 10.48550/​arXiv.2001.03622।
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2001.03622
arXiv: 2001.03622

[18] গুয়াং হাও লো এবং আইজ্যাক এল চুয়াং। অভিন্ন বর্ণালী পরিবর্ধন দ্বারা হ্যামিলটোনিয়ান সিমুলেশন। arXiv প্রিপ্রিন্ট arXiv:1707.05391, 2017. 10.48550/​arXiv.1707.05391।
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1707.05391
arXiv: 1707.05391

[19] গুয়াং হাও লো এবং আইজ্যাক এল চুয়াং। কিউবিটাইজেশন দ্বারা হ্যামিলটোনিয়ান সিমুলেশন। কোয়ান্টাম, 3: 163, 2019। 10.22331/q-2019-07-12-163।
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-07-12-163

[20] আদ্রিয়ান পেরেজ-সালিনাস, আলবা সার্ভেরা-লিয়ের্তা, এলিস গিল-ফুস্টার এবং জোসে আই ল্যাটোরে। একটি সর্বজনীন কোয়ান্টাম শ্রেণীবিভাগের জন্য ডেটা পুনরায় আপলোড করা হচ্ছে। কোয়ান্টাম, 4: 226, 2020। 10.22331/q-2020-02-06-226।
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-02-06-226

[21] মার্টিন প্লেশ এবং ভ্লাদিমির বুজেক। কোয়ান্টাম তথ্যের দক্ষ সংকোচন। শারীরিক পর্যালোচনা A, 81 (3): 032317, 2010. 10.1103/​physRevA.81.032317।
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজারিভা 81.032317

[22] নবনীত রামকৃষ্ণান, রাবান ইটেন, ভলখার বি. স্কোলজ এবং মারিও বার্টা। কোয়ান্টাম চ্যানেলের ক্ষমতা কম্পিউটিং। তথ্য তত্ত্বের উপর IEEE লেনদেন, 67 (2): 946–960, 2021. 10.1109/​TIT.2020.3034471।
https://​doi.org/​10.1109/​TIT.2020.3034471

[23] লি এ রোজেমা, ডিলান এইচ মাহলার, অ্যালেক্স হায়াত, পিটার এস টার্নার এবং এফ্রাইম এম স্টেইনবার্গ। একটি qubit ensemble এর কোয়ান্টাম ডেটা কম্প্রেশন। শারীরিক পর্যালোচনা পত্র, 113 (16): 160504, 2014. 10.1103/​PhysRevLett.113.160504।
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .113.160504

[24] সিনা সালেক, ড্যানিয়েলা কাদামুরো, ফিলিপ কামারল্যান্ডার এবং ক্যারোলিন উইজনার। প্রাসঙ্গিক তথ্যের কোয়ান্টাম রেট-ডিস্টরশন কোডিং। তথ্য তত্ত্বের উপর IEEE লেনদেন, 65 (4): 2603–2613, 2019. 10.1109/​TIT.2018.2878412।
https://​doi.org/​10.1109/​TIT.2018.2878412

[25] মারিয়া শুলড। তত্ত্বাবধানে কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং মডেলগুলি কার্নেল পদ্ধতি। arXiv প্রিপ্রিন্ট arXiv:2101.11020, 2021. 10.48550/​arXiv.2101.11020।
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2101.11020
arXiv: 2101.11020

[26] মারিয়া শুল্ড এবং নাথান কিলোরান। বৈশিষ্ট্য হিলবার্ট স্পেসে কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং। শারীরিক পর্যালোচনা পত্র, 122 (4): 040504, 2019. 10.1103/​PhysRevLett.122.040504।
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .122.040504

[27] মারিয়া শুল্ড, ইলিয়া সিনাইস্কি এবং ফ্রান্সেস্কো পেট্রুসিওন। কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং একটি ভূমিকা. সমসাময়িক পদার্থবিদ্যা, 56 (2): 172–185, 2015। 10.1080/00107514.2014.964942।
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2014.964942

[28] রবিদ শোয়ার্টজ-জিভ এবং নাফতালি টিশবি। তথ্যের মাধ্যমে গভীর নিউরাল নেটওয়ার্কের ব্ল্যাক বক্স খোলা। arXiv প্রিপ্রিন্ট arXiv:1703.00810, 2017. 10.48550/​arXiv.1703.00810।
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1703.00810
arXiv: 1703.00810

[29] নোয়াম স্লোনিম এবং নাফতালি টিশবি। তথ্য বটলনেক পদ্ধতির মাধ্যমে শব্দ ক্লাস্টার ব্যবহার করে ডকুমেন্ট ক্লাস্টারিং। SIGIR '00, পৃষ্ঠা 208-215, নিউ ইয়র্ক, NY, USA, 2000. অ্যাসোসিয়েশন ফর কম্পিউটিং মেশিনারি। আইএসবিএন 1581132263। 10.1145/​345508.345578।
https: / / doi.org/ 10.1145 / 345508.345578

[30] ম্যাক্সিমিলিয়ান স্টার্ক, আইজাজ শাহ এবং গেরহার্ড বাউচ। তথ্য বাধা পদ্ধতি ব্যবহার করে পোলার কোড নির্মাণ। 2018 IEEE ওয়্যারলেস কমিউনিকেশনস অ্যান্ড নেটওয়ার্কিং কনফারেন্স ওয়ার্কশপস (WCNCW), পৃষ্ঠা 7-12, 2018. 10.1109/​WCNCW.2018.8368978।
https://​doi.org/​10.1109/​WCNCW.2018.8368978

[31] ডিজে স্ট্রাউস এবং ডেভিড জে. শোয়াব। দ্য ডিটারমিনিস্টিক ইনফরমেশন বটলনেক। নিউরাল কম্পিউটেশন, 29 (6): 1611–1630, 06 2017। ISSN 0899-7667। 10.1162/NECO_a_00961।
https://​doi.org/​10.1162/​NECO_a_00961

[32] এন. টিশবি, এফসি পেরেইরা এবং ডব্লিউ বিয়ালেক। তথ্য বাধা পদ্ধতি. যোগাযোগ, নিয়ন্ত্রণ এবং কম্পিউটিং এর 37 তম বার্ষিক অ্যালারটন সম্মেলনে, পৃষ্ঠা 368-377। ইউনিভ. ইলিনয় প্রেস, 1999. 10.48550/​arXiv.physics/​0004057।
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.physics/​0004057

[33] নাফতালি টিশবি এবং নোগা জাসলাভস্কি। গভীর শিক্ষা এবং তথ্যের বাধা নীতি। 2015 IEEE তথ্য তত্ত্ব কর্মশালায় (ITW), পৃষ্ঠা 1-5। IEEE, 2015। 10.1109/​ITW.2015.7133169।
https://​doi.org/​10.1109/​ITW.2015.7133169

[34] পিটার উইটেক। কোয়ান্টাম মেশিন লার্নিং: কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ডেটা মাইনিং বলতে কী বোঝায়। একাডেমিক প্রেস, 2014। 10.1016/​C2013-0-19170-2।
https:/​/​doi.org/​10.1016/​C2013-0-19170-2

[35] ইউক্সিয়াং ইয়াং, গিউলিও চিরিবেলা এবং ড্যানিয়েল এব্লার। অভিন্নভাবে প্রস্তুত মিশ্র অবস্থার ensembles জন্য দক্ষ কোয়ান্টাম কম্প্রেশন. শারীরিক পর্যালোচনা পত্র, 116 (8): 080501, 2016a। 10.1103/​ফিজরেভলেট।116.080501।
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .116.080501

[36] ইউক্সিয়াং ইয়াং, গিউলিও চিরিবেলা এবং মাসাহিতো হায়াশি। অভিন্নভাবে প্রস্তুত কিউবিট অবস্থার জন্য সর্বোত্তম কম্প্রেশন। ফিজ। Rev. Lett., 117: 090502, আগস্ট 2016b. 10.1103/​ফিজরেভলেট।117.090502।
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .117.090502

[37] ইউক্সিয়াং ইয়াং, গে বাই, গিউলিও চিরিবেলা এবং মাসাহিতো হায়াশি। কোয়ান্টাম পপুলেশন কোডিং এর জন্য কম্প্রেশন। তথ্য তত্ত্বের উপর IEEE লেনদেন, 64 (7): 4766–4783, 2018a। 10.1109/ TIT.2017.2788407।
https://​doi.org/​10.1109/​TIT.2017.2788407

[38] ইউক্সিয়াং ইয়াং, গিউলিও চিরিবেলা এবং মাসাহিতো হায়াশি। কোয়ান্টাম স্টপওয়াচ: কিভাবে একটি কোয়ান্টাম মেমরিতে সময় সংরক্ষণ করা যায়। রয়্যাল সোসাইটির কার্যপ্রণালী A: গাণিতিক, শারীরিক এবং প্রকৌশল বিজ্ঞান, 474 (2213): 20170773, 2018b। 10.1098/ rspa.2017.0773.
https: / / doi.org/ 10.1098 / RSSpa.2017.0773

দ্বারা উদ্ধৃত

[১] আহমেত বুরাক ক্যাটলি এবং নাথান উইবে, "কোয়ান্টাম ইনফরমেশন বটলনেক পদ্ধতি ব্যবহার করে কোয়ান্টাম নিউরাল নেটওয়ার্কের প্রশিক্ষণ", arXiv: 2212.02600, (2022).

[২] ইউক্সুয়ান ডু, ইবো ইয়াং, দাচেং তাও, এবং মিন-সিউ সিহ, "মাল্টি-ক্লাস শ্রেণীবিভাগে কোয়ান্টাম নিউরাল নেটওয়ার্কের সমস্যা-নির্ভর শক্তিকে ডিমিস্টিফাই করুন", arXiv: 2301.01597, (2022).

উপরের উদ্ধৃতিগুলি থেকে প্রাপ্ত এসএও / নাসার এডিএস (সর্বশেষে সফলভাবে 2023-03-02 17:03:40 আপডেট হয়েছে)। সমস্ত প্রকাশক উপযুক্ত এবং সম্পূর্ণ উদ্ধৃতি ডেটা সরবরাহ না করায় তালিকাটি অসম্পূর্ণ হতে পারে।

আনতে পারেনি ক্রসরেফ দ্বারা উদ্ধৃত ডেটা শেষ প্রয়াসের সময় 2023-03-02 17:03:39: ক্রসরেফ থেকে 10.22331 / q-2023-03-02-936 এর জন্য উদ্ধৃত ডেটা আনা যায়নি। ডিওআই যদি সম্প্রতি নিবন্ধিত হয় তবে এটি স্বাভাবিক।

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো কোয়ান্টাম জার্নাল