带分布式输入的旋转网络量子储备计算:纠缠作用

储层计算是一种极具前景的类脑计算范式,当存在量子纠缠时,其基于自旋网络的量子实现已显现出一定优势。本研究考虑了一种分布式场景:将两个不同输入时间序列分别注入自旋网络储层的独立量子比特中。研究人员探究了系统整体纠缠度及其局域化分布如何影响储层性能。针对需要计算双输入乘积的双线性记忆任务,该工作评估了短期记忆容量,并将其与作为二分纠缠度量的对数负性相关联。研究发现:短期记忆容量在较小耦合强度时即达峰值,而平均纠缠度则需更强耦合才出现高峰。通过对所有二分位纠缠的分析,团队发现两个输入量子比特间的纠缠始终最强且与任务性能最相关。在最大化短期记忆容量的弱耦合区域,储层展现出延展的记忆尾迹——性能可长期保持高位。此外,跨频率观测到的零时延性能骤降现象表明,信息需在储层中经过有限传播时间才能被有效召回。综上所述,该研究证明适度的纠缠(特别是两输入量子比特间的纠缠)对提升短期记忆性能具有关键作用。
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提交arXiv: 2025-11-07 01:02

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