論文の概要: Coordinating Decisions via Quantum Telepathy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.21723v2
• Date: Tue, 10 Sep 2024 13:33:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-11 22:32:06.034413
• Title: Coordinating Decisions via Quantum Telepathy
• Title（参考訳）: 量子テレパシーによる決定の調整
• Authors: Dawei Ding, Liang Jiang,
• Abstract要約: 実世界の問題に量子テレパシーを適用するための概念的枠組みを提案する。 一般に、問題は、コミュニケーションすることができない観察セットを与えられた決定をコーディネートすることを含む。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.343878011292203
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum telepathy is the phenomenon where two non-communicating parties can exhibit correlated behaviors that are impossible to achieve using classical mechanics. This is also known as Bell inequality violation and is made possible by quantum entanglement. In this work, we present a conceptual framework for applying quantum telepathy to real-world problems. In general, the problems involve coordinating decisions given a set of observations without being able to communicate. We argue this inability is actually quite prevalent in the modern era where the decision-making timescales of computer processors are so short that the speed of light delay is actually quite appreciable in comparison. We highlight the example of high-frequency trading (HFT), where trades are made at microsecond timescales, but the speed of light delay between different exchanges can range from the order of 100 microseconds to 10 milliseconds. Due to the maturity of Bell inequality violation experiments, experimental realization of quantum telepathy schemes that can attain a quantum advantage for real-world problems $\textit{is already almost immediately possible}$. We demonstrate this by conducting a case study for a concrete HFT scenario that gives rise to a generalization of the CHSH game and evaluate different possible physical implementations for achieving a quantum advantage. It is well known that Bell inequality violation is a rigorous mathematical proof of a quantum advantage over any classical strategy and does not need any complexity-theoretic assumptions such as $\text{BQP}\neq\text{BPP}$. Moreover, fault tolerance is not necessary to realize a quantum advantage: for example, violating the CHSH inequality only requires single-qubit gates applied on two entangled physical qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子テレパシー(quantum telepathy)は、2つの非コミュニケーション当事者が古典力学を用いて達成できない相関行動を示す現象である。 これはベルの不等式違反としても知られ、量子絡みによって可能である。 本研究では,実世界の問題に量子テレパシーを適用するための概念的枠組みを提案する。 一般に、問題は、コミュニケーションすることができない観察セットを与えられた決定をコーディネートすることを含む。 この障害は、コンピュータプロセッサの意思決定タイムスケールが非常に短く、光遅延の速度が実際にかなり高い現代において、実際に非常に多い、と我々は主張する。 我々は、マイクロ秒の時間スケールで取引を行う高周波取引(HFT)の例を強調するが、異なる交換所間の光遅延の速度は100マイクロ秒から10ミリ秒の範囲である。 ベルの不等式違反実験の成熟により、実世界の問題に対して量子的優位性が得られる量子テレパシースキームを実験的に実現した。 我々は、CHSHゲームの一般化をもたらす具体的なHFTシナリオのケーススタディを実施し、量子的優位性を達成するための様々な物理的実装を評価することでこれを実証する。 ベルの不等式違反は古典的戦略よりも厳密な数学的証明であり、$\text{BQP}\neq\text{BPP}$のような複雑性理論的な仮定は必要ないことが知られている。 さらに、量子的優位性を実現するためにフォールトトレランスは必要ない: 例えば、CHSH不等式に違反する場合は、2つの絡み合った物理量子ビットにのみシングルキュービットゲートが適用される。

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