論文の概要: Variational Methods for Computing Non-Local Quantum Strategies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01363v1
• Date: Thu, 2 Nov 2023 16:17:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-03 12:47:08.494973
• Title: Variational Methods for Computing Non-Local Quantum Strategies
• Title（参考訳）: 非局所量子戦略計算のための変分法
• Authors: Jim Furches, Nathan Wiebe, Carlos Ortiz Marrero
• Abstract要約: 非ローカルゲームでは、2人の非コミュニケーションプレーヤーが、ゲームのルールに違反しない戦略を持っていることを審判に納得させるために協力する。 我々は,このアルゴリズムがグラフカラーゲームに最適な量子戦略を返すことを示した。 このような回路が量子コンピュータに有用であるのは、大規模に実験的にソリューションをベンチマークできるためである、と我々は主張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.95414377613382
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In a nonlocal game, two noncommunicating players cooperate to convince a referee that they possess a strategy that does not violate the rules of the game. Quantum strategies enable players to optimally win some games by performing joint measurements on a shared entangled state, but computing these strategies can be challenging. We develop a variational algorithm for computing strategies of nonlocal games and show that it can yield optimal strategies for small examples of both convex and non-convex games. We show that our algorithm returns an optimal quantum strategy for a graph coloring game; whereas no optimal quantum strategy was previously known for this problem. Moreover, we describe how this technique can be run on quantum computers to discover shallow-depth circuits that yield optimal quantum strategies. We argue that such circuits will be useful for benchmarking quantum computers because of the ability to verify the solutions at scale and the experiment's sensitivity to 2-qubit gate noise. Finally, we demonstrate the use of nonlocal games as a benchmarking strategy experimentally on 11 IBM quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 非ローカルゲームでは、2人の非共用選手が協力し、審判にゲームのルールに違反しない戦略を持っていると納得させる。 量子戦略は、共有絡み合った状態のジョイント測定を行うことで、プレイヤーが最適なゲームを獲得することができるが、これらの戦略の計算は困難である。 我々は,非局所ゲーム戦略の変分アルゴリズムを開発し,凸ゲームと非凸ゲームの両方の小さな例に対して最適戦略が得られることを示す。 提案アルゴリズムはグラフカラーゲームに対して最適な量子戦略を返すが,この問題で知られている最適量子戦略は存在しなかった。 さらに, この手法を量子コンピュータ上で実行し, 最適量子戦略をもたらす浅層回路を探索する方法について述べる。 このような回路は、スケールでの解の検証と2量子ゲートノイズに対する実験の感度のため、量子コンピュータのベンチマークに有用であると主張する。 最後に,11台のibm量子コンピュータ上でのベンチマーク戦略として非ローカルゲームの利用を実証する。

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