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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2023-11-11 14:20 光量子リザバーの非古典性検証 ～ ボゾン型量子リザバー計算に向けて ～ ○吉澤明男（産総研）  CCS2023-28 |
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| 抄録 | （和） | ニューラルネットワークの一種であるリザバー計算は入力層・リザバー・出力層で構成される．リザバーは重みが固定されるランダムネットワークであり学習は出力層に限定される．学習を簡便な線形学習とするために多様で複雑なダイナミクスがリザバーに求められる．入力情報を非線形変換し高次元特徴空間へと写像することがリザバーの役割になる．今回，非古典的な挙動（光の粒子性：多光子干渉やエンタングルメント状態）に基づく光量子リザバーの動作解析数値シミュレーションを行った．具体的には，波動関数を高次元特徴空間（ヒルベルト空間）に拡散させるため，ビームスプリッタと位相シフタの多段接続からなるスクランブル回路でリザバーを構成する．エンタングルメントの有無や光波（古典光）によるリザバーとの動作比較を行う．同一状態に複数粒子の存在が許されるボゾン型リザバーの場合，粒子を追加することで実構成を変更することなく次元拡張とダイナミクスの複雑化を実現できる． |
| （英） | The reservoir-computing neural network in general consists of an input layer, the reservoir, and the output layer. Only the output layer is trained, typically with a linear regression, which minimizes computational resources. Complex dynamical responses are required of the reservoir that implements a high-dimensional nonlinear mapping from the input layer to the output layer. We numerically analyze a photon-based bosonic quantum reservoir. The bosonic nature of photons enables us to extend its dimensional (Hilbert) space by adding photons to the reservoir without changing its physical configuration. To spread the multi-photon wavefunction, the reservoir has quantum scramblers consisting of multi-stage beam splitters and phase shifters. Nonclassicality such as multi-photon interference and entanglement promises quantum-enhanced complex dynamical responses. Numerical results with and without entanglement are presented for performance comparison. | |
| キーワード | （和） | リザバー計算 / ニューラルネットワーク / 光量子リザバー / ボゾン型量子リザバー / 光子 / ヒルベルト空間 / 多光子干渉 / エンタングルメント |
| （英） | reservoir computing / neural network / photon-based quantum reservoir / bosonic quantum reservoir / photon / Hilbert space / multi-photon interference / entanglement | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 123, no. 253, CCS2023-28, pp. 19-24, 2023年11月. | |
| 資料番号 | CCS2023-28 | |
| 発行日 | 2023-11-04 (CCS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | CCS2023-28 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | CCS |
| 開催期間 | 2023-11-11 - 2023-11-12 |
| 開催地（和） | 富山県立大学 DX教育研究センター |
| 開催地（英） | Toyama Prefectural University |
| テーマ（和） | CCS, 一般 |
| テーマ（英） | CCS, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | CCS |
| 会議コード | 2023-11-CCS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 光量子リザバーの非古典性検証 |
| サブタイトル（和） | ボゾン型量子リザバー計算に向けて |
| タイトル（英） | On the Nonclassicality of a Photon-Based Quantum Reservoir |
| サブタイトル（英） | Preliminary Report for Bosonic Quantum Reservoir Computing |
| キーワード(1)（和/英） | リザバー計算 / reservoir computing |
| キーワード(2)（和/英） | ニューラルネットワーク / neural network |
| キーワード(3)（和/英） | 光量子リザバー / photon-based quantum reservoir |
| キーワード(4)（和/英） | ボゾン型量子リザバー / bosonic quantum reservoir |
| キーワード(5)（和/英） | 光子 / photon |
| キーワード(6)（和/英） | ヒルベルト空間 / Hilbert space |
| キーワード(7)（和/英） | 多光子干渉 / multi-photon interference |
| キーワード(8)（和/英） | エンタングルメント / entanglement |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 吉澤 明男 / Akio Yoshizawa / ヨシザワ アキオ |
| 第1著者 所属（和/英） | 産業技術総合研究所 (略称： 産総研) National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称： AIST) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2023-11-11 14:20:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | CCS |
| 資料番号 | CCS2023-28 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | no.253 |
| ページ範囲 | pp.19-24 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-11-04 (CCS) |
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