論文の概要: Quantifying Quantum Causal Influences
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.04306v1
- Date: Sun, 9 Oct 2022 17:17:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 03:25:37.504081
- Title: Quantifying Quantum Causal Influences
- Title（参考訳）: 量子因果効果の定量化
- Authors: Lucas Hutter, Rafael Chaves, Ranieri Nery, George Moreno, Daniel J.
Brod
- Abstract要約: 本稿では,最も一般的な因果性量子化器の量子バージョンである平均因果効果(ACE)を提案し,その推定原因に対する介入によって対象の量子系がどの程度変化するかを測定する。
2キュービットゲートでの因果関係の定量化だけでなく、測定ベースのバージョンのような代替の量子計算モデルも提供する。
量子テレポーテーションを考慮すると、純粋な絡み合った状態は、分離可能な状態と比較して因果効果の面で有利であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8399688944263843
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Causal influences are at the core of any empirical science, the reason why
its quantification is of paramount relevance for the mathematical theory of
causality and applications. Quantum correlations, however, challenge our notion
of cause and effect, implying that tools and concepts developed over the years
having in mind a classical world, have to be reevaluated in the presence of
quantum effects. Here, we propose the quantum version of the most common
causality quantifier, the average causal effect (ACE), measuring how much a
target quantum system is changed by interventions on its presumed cause. Not
only it offers an innate manner to quantify causation in two-qubit gates but
also in alternative quantum computation models such as the measurement-based
version, suggesting that causality can be used as a proxy for optimizing
quantum algorithms. Considering quantum teleportation, we show that any pure
entangled state offers an advantage in terms of causal effects as compared to
separable states. This broadness of different uses showcases that, just as in
the classical case, the quantification of causal influence has foundational and
applied consequences and can lead to a yet totally unexplored tool for quantum
information science.
- Abstract（参考訳）: 因果的影響は、あらゆる経験的科学の中核であり、その定量化が因果性と応用の数学的理論に最も重要である理由である。
しかし、量子相関は原因と効果の概念に挑戦し、古典的な世界を念頭において長年に渡り発展してきた道具や概念が、量子効果の存在下で再評価される必要があることを示唆している。
本稿では,最も一般的な因果量子化器の量子バージョンである平均因果効果(ACE)を提案し,その推定された原因に対する介入によって対象の量子系がどの程度変化するかを測定する。
2キュービットゲートでの因果関係の定量化だけでなく、測定ベースのバージョンのような代替の量子計算モデルにおいても、因果関係が量子アルゴリズムの最適化のプロキシとして利用できることを示唆している。
量子テレポーテーションを考慮すると、純粋な絡み合った状態は、分離可能な状態と比較して因果効果の面で有利であることを示す。
この様々な用途の広さは、古典的な場合と同様に、因果影響の定量化が基礎的および応用的な結果をもたらし、量子情報科学の全く探索されていないツールに繋がることを示した。
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