論文の概要: Unconditional and exponentially large violation of classicality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.11008v1
• Date: Fri, 14 Nov 2025 06:53:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-17 22:42:18.463467
• Title: Unconditional and exponentially large violation of classicality
• Title（参考訳）: 古典性の無条件かつ指数関数的に大きな違反
• Authors: Marcello Benedetti, Gabriel Marin-Sanchez, Jordi Weggemans, Matthias Rosenkranz, Harry Buhrman,
• Abstract要約: 補間サンプリングに基づくゲームを用いて,非古典性をテストすることを提案する。 我々は,量子システムモデル H2 のトラップイオン量子コンピュータ上でゲームを実行する。
• 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: Testing the predictions of quantum mechanics has been one of the main experimental endeavors for decades. Recent advancements in technology led to a number of demonstrations which test non-classicality via specific computational tasks. Limitations of these experiments include dependence on complexity theory assumptions, susceptibility to hardware noise and inefficient verification, raising questions about their scalability. We propose to test non-classicality using a game based on complement sampling, an efficiently verifiable problem that achieves the largest possible separation between quantum and classical computation when both input and output represent samples from probability distributions. When restricting the input to instances inspired by the Bernstein-Vazirani problem, our game admits an exponentially large violation of classicality without relying on computational hardness assumptions. We execute the game on Quantinuum System Model H2 trapped-ion quantum computers, with experiments consisting of thousands of different circuits on up to 55 qubits. The observed scores can be explained by a systematic adoption of a quantum strategy, further corroborating the quantum nature of the hardware in an efficient and scalable way.
• Abstract（参考訳）: 量子力学の予測をテストすることは、何十年にもわたって主要な実験の1つとなっている。 近年の技術進歩は、特定の計算タスクを通じて非古典性をテストする多くの実証に繋がった。 これらの実験の限界には、複雑性理論の仮定への依存、ハードウェアノイズへの感受性、非効率な検証などが含まれており、スケーラビリティに関する疑問が提起されている。 本稿では,確率分布からサンプルを入力と出力の両方で表現した場合に,量子計算と古典計算の最も大きな分離を実現するための,効率よく検証可能な問題である補足サンプリングに基づくゲームによる非古典性試験を提案する。 ベルンシュタイン・ヴァジラニ問題にインスパイアされたインスタンスへの入力を制限するとき、我々のゲームは計算硬度仮定に頼らずに古典性に指数関数的に大きな違反を認める。 我々は、最大55量子ビットの何千もの異なる回路からなる実験を行い、量子システムモデル H2 トラップイオン量子コンピュータ上でゲームを実行する。 観測されたスコアは、量子戦略を体系的に採用することで説明することができ、ハードウェアの量子的性質を効率的でスケーラブルな方法で裏付けることができる。

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