論文の概要: A Temperature Change can Solve the Deutsch-Jozsa Problem : An Exploration of Thermodynamic Query Complexity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.15887v2
- Date: Mon, 28 Jul 2025 13:46:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-29 22:32:02.378025
- Title: A Temperature Change can Solve the Deutsch-Jozsa Problem : An Exploration of Thermodynamic Query Complexity
- Title（参考訳）: Deutsch-Jozsa問題に対する温度変化の解法 : 熱力学クエリの複雑さの探索
- Authors: Jake Xuereb,
- Abstract要約: 我々は、キュービット熱機械がオーラクルとしてどのように振る舞うかを示し、プローブと熱交換によって問い合わせる。
この研究は熱力学と複雑性理論を橋渡しし、量子熱力学コンピューティングのための新しいテストベッドを示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We demonstrate how a single heat exchange between a probe thermal qubit and multi-qubit thermal machine encoding a Boolean function, can determine whether the function is balanced or constant, thus providing a novel thermodynamic solution to the Deutsch-Jozsa problem. We introduce a thermodynamic model of quantum query complexity, showing how qubit thermal machines can act as oracles, queried via heat exchange with a probe. While the Deutsch-Jozsa problem requires an exponential encoding in the number of oracle bits, we also explore the Bernstein-Vazirani problem, which admits a linear thermal oracle and a single thermal query solution. We establish bounds on the number of samples needed to determine the probe temperature encoding the solution for the Deutsch-Jozsa problem, showing that it remains constant with problem size. Additionally, we propose a proof-of-principle experimental implementation to solve the 3-bit Bernstein-Vazirani problem via thermal kickback. This work bridges thermodynamics and complexity theory, suggesting a new test bed for quantum thermodynamic computing.
- Abstract（参考訳）: ブール関数を符号化したプローブ熱量子ビットとマルチキュービット熱機械との1つの熱交換が、その関数が平衡であるか定数であるかを判断し、Deutsch-Jozsa問題に対する新しい熱力学解を与える方法を示す。
量子クエリの複雑性に関する熱力学モデルを導入し、キュービット熱機械がオーラクルとして機能し、プローブと熱交換によってクエリーされることを示す。
Deutsch-Jozsa問題には、オラクルビット数の指数エンコーディングが必要であるが、線形熱オラクルと1つの熱クエリー解を持つベルンシュタイン-ヴァジラニ問題についても検討する。
我々は、Deutsch-Jozsa問題に対する解を符号化するプローブ温度を決定するのに必要なサンプル数に境界を定め、問題のサイズに一定であることを示す。
さらに,3ビットのベルンシュタイン・ヴァジラニ問題をサーマルキックバックにより解くための実証実験実装を提案する。
この研究は熱力学と複雑性理論を橋渡しし、量子熱力学コンピューティングのための新しいテストベッドを示唆している。
関連論文リスト
- Heat operator approach to quantum stochastic thermodynamics in the strong-coupling regime [0.0]
真空状態に関するモーメントが熱浴と交換される熱のモーメントに対応する「熱演算子」を同定する。
このことは、熱統計の統計を標準のユニタリ時間進化問題として再考する。
熱力学貯水池のチェーンマッピングを利用して, オーミックスピンボソンモデルにおける熱揺らぎを計算した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-14T18:26:45Z) - Quantum memory at nonzero temperature in a thermodynamically trivial system [1.1606619391009658]
非ゼロ温度における熱力学的相転移は, 定値古典的および量子的低密度パリティチェック符号の族によっては存在しないことを示す。
このようなコードのスローギブスサンプリングは、有限深度回路を用いたフォールトトレラントな量子誤り訂正を可能にする。
この戦略は、測定不要な量子エラー補正に適しており、従来の量子エラー補正に代わる望ましい実験的な選択肢を示す可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-15T18:00:03Z) - Gauge Quantum Thermodynamics of Time-local non-Markovian Evolutions [77.34726150561087]
一般時間局所非マルコフマスター方程式を扱う。
我々は、電流とパワーを、古典的熱力学のようにプロセスに依存していると定義する。
この理論を量子熱機関に適用することにより、ゲージ変換が機械効率を変化させることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-06T17:59:15Z) - Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。
本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。
この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z) - Quantum Permutation Synchronization [88.4588059792167]
本稿では,コンピュータビジョンの文脈における量子ビジョン問題を解決する量子アルゴリズムQuantumSyncを提案する。
本稿では、QUBO 問題に置換制約を挿入し、アバスティック量子 DWave コンピュータの電流生成に関する制約付き QUBO 問題を解決する方法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-19T17:51:02Z) - Quantum thermodynamically consistent local master equations [0.0]
局所マスター方程式は、顕微鏡モデルに頼らずに熱力学とその法則と整合性を示す。
複数の浴槽に接する量子系を考察し, 総エネルギー, 熱電流, エントロピー生成速度に対する関連する寄与を同定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-11T14:53:36Z) - Simulating finite-time quantum isothermal processes with generic
superconducting quantum circuit [7.925489596652414]
等温過程における作業と熱交換を分離する離散段階法を提案する。
ピースワイズ制御方式により、汎用量子コンピュータ上でプロセス全体をシミュレートすることができる。
有限時間等温過程における余分な仕事のスケーリングを$mathrmmathcalC/tau$で示すため、ibmqx2でシミュレーションを実装した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-25T08:31:45Z) - Thermodynamics of a Quantum Annealer [6.85316573653194]
熱力学的観点からD波量子アニールの特性について検討する。
我々はオープンアクセスクラウドサーバ Leapを通じて、D-Wave 2000Qで多数の実験を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-04T13:02:15Z) - On estimating the entropy of shallow circuit outputs [49.1574468325115]
確率分布と量子状態のエントロピーを推定することは情報処理の基本的な課題である。
本稿では,有界ファンインと非有界ファンアウトのゲートを持つ対数深度回路か定数深度回路のいずれかによって生成された分布や状態に対するエントロピー推定が,少なくともLearning with Errors問題と同程度難しいことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-27T15:32:08Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。