Quantum Business Magazine

2022年9月の研究論文・ソフトウェア編

Quantum Business Magazine 14 days ago

By Dr. Chris Mansell



Software


Title: Financial Index Tracking via Quantum Computing with Cardinality Constraints(カーディナリティ制約のある量子コンピューティングによる金融指数追跡)

Organizations: Multiverse Computing; Protiviti; Ally Financial; Donostia International Physics Center; Ikerbasque Foundation for Science


金融ポートフォリオの資産を少なくすることで、管理コストや取引コストを削減することができる。この研究では、量子アニーリングを使用して、このようなポートフォリオの最適化手法を示した。研究者らは、Nasdaq-100や S&P500インデックスよりも優れたリスクプロファイルを持つ小規模な資産を構築した。

Link: https://arxiv.org/abs/2208.11380



Title: Synergy Between Quantum Circuits and Tensor Networks: Short-cutting the Race to Practical Quantum Advantage(量子回路とテンソルネットワークのシナジー:実用的な量子優位性への近道)

Organizations: Zapata Computing; Rutgers University


ランダムな初期状態で始まり、パラメータ化された論理ゲートを持つ量子回路は、回路のパラメータを最適に更新する方法が不明な不毛のプラトー現象の対象となる可能性がある。この論文では、特定の最適化タスクが与えられた場合、古典的なコンピュータで実行されたテンソルネットワークシミュレーションが、量子回路の有望な初期状態をどのように特定できるかを探求した。著者らは、彼らの方法が不毛なプラトーを回避して、性能の向上につながることを示している。

Link: https://arxiv.org/abs/2208.13673



Title: Covariance Matrix Preparation for Quantum Principal Component Analysis (量子主成分分析のための共分散行列の準備 )

Organizations: Universidad Autónoma de Madrid; Los Alamos National Laboratory; Quantum Science Center, Oak Ridge


主成分分析 (PCA) は、データサイエンスツールキットの一般的なツール。特定のデータセットでは、量子バージョンのPCAは古典バージョンよりも指数関数的に高速化される可能性がある。これまで、データを初期量子状態にエンコードする方法はなかった。この研究は、振幅エンコーディングにより、データセットの共分散行列を確率的に準備された量子状態で表すことができることを示している。研究者らは、古典データ (手書きの数字の画像) と量子データ (分子の基底状態) の両方について、今回の数値シミュレーションを行った。

Link: https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.3.030334



Title: Quantum expectation-value estimation by computational basis sampling(計算基底サンプリングによる量子期待値推定)

Organizations: QunaSys Inc.; Osaka University; JST, PRESTO


量子回路は、測定が正確な結果に収束するように繰り返さなければならない。この研究では、ごく少数の無視できない振幅で最終的な量子状態を生成する回路に焦点を当てている。測定前に簡単なユニタリー変換を状態に適用し、この出力といくつかの古典的に効率的な計算を組み合わせることで、必要な回路の繰り返し回数を数桁減らせることを示した。このアプローチは、量子化学の計算に非常に有用であり、さまざまな変分量子アルゴリズムのユースケースに有効化もしれない。

Link: https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.4.033173 



Title: Perturbative quantum simulation(摂動量子シミュレーション)

Organizations: Peking University; University of Oxford; Quantum Advantage Research; NTT corporation; Stanford University; National University of Singapore 


摂動論は、ハミルトニアンを大きくて単純な部分と、小さくて複雑な部分の和として近似する方法。量子力学の定量的予測の大部分を担っている。本稿では、NISQプロセッサを用いて摂動理論計算を行う 「摂動量子シミュレーション」 を提案する。この技術により、プロセッサは自身よりも大きな量子系をシミュレートすることができる。IBMQ クラウドでの実験では、このプロトコルはノイズに対して堅牢であることが示された。

Link: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.120505  



Title: How Much Structure Is Needed for Huge Quantum Speedups? (大幅な量子高速化に必要な構造とは?)

Organization: University of Texas at Austin


この調査で Scott Aaronson氏は、古典的なコンピュータよりも量子コンピュータで指数関数的に速く解くことができるタスクの種類の概要を示した。一般科学者にも理解しやすく、回路モデルとオラクルモデルの両方をカバー。最近の注目されているブレークスルーと、近い将来の検証可能な量子優位性実験のための研究の可能な方向性について説明している。

Link: https://arxiv.org/abs/2209.06930



Title: Perturbative quantum simulation(摂動量子シミュレーション)

Organizations: Peking University; University of Oxford; Quantum Advantage Research; NTT corporation; Stanford University; National University of Singapore 


摂動論は、ハミルトニアンを大きくて単純な部分と、小さくて複雑な部分の和として近似する方法。量子力学の定量的予測の大部分を担っている。本稿では、NISQプロセッサを用いて摂動理論計算を行う 「摂動量子シミュレーション」 を提案する。この技術により、プロセッサは自身よりも大きな量子系をシミュレートすることができる。IBMQ クラウドでの実験では、このプロトコルはノイズに対して堅牢であることが示された。

Link: https://arxiv.org/abs/2209.06930: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.120505  



Title: How Much Structure Is Needed for Huge Quantum Speedups? (大幅な量子高速化に必要な構造とは?)

Organization: University of Texas at Austin


この調査で Scott Aaronson氏は、古典的なコンピュータよりも量子コンピュータで指数関数的に速く解くことができるタスクの種類の概要を示した。一般科学者にも理解しやすく、回路モデルとオラクルモデルの両方をカバー。最近の注目されているブレークスルーと、近い将来の検証可能な量子優位性実験のための研究の可能な方向性について説明している。

Link: https://arxiv.org/abs/2209.06930


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