論文の概要: Implementation and Analysis of Quantum Majority Rules under Noisy Conditions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.02813v1
- Date: Tue, 02 Dec 2025 14:25:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-03 21:04:45.919932
- Title: Implementation and Analysis of Quantum Majority Rules under Noisy Conditions
- Title（参考訳）: ノイズ条件下における量子行列則の実装と解析
- Authors: Gal Amit, Yuval Idan, Michael Suleymanov, Luis Razo, Eliahu Cohen,
- Abstract要約: 量子ゲーム理論にインスパイアされた量子投票は、BaoとYunger Halpernの量子多数決則(QMR)を構成する枠組みを提供する。
このQMR構成を古典的プロファイルデータに基づいて解析的に評価し、その最終測定段階を量子回路として実装する。
我々は、この行動の定量化を、勝者獲得率、コンドルチェット・ウィンナーフリップ率、社会的ランキング分布間のジェンセン・シャノンのばらつきを用いて行う。
- 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: Quantum voting, inspired by quantum game theory, provides a framework in which the quantum majority rule (QMR) constitution of Bao and Yunger Halpern [Phys. Rev. A 95, 062306 (2017)] violates the quantum analogue of Arrow's impossibility theorem. We evaluate this QMR constitution analytically on classical profile data and implement its final measurement stage as a quantum circuit, running on both noiseless simulators and noisy IBM quantum hardware to map how realistic noise deforms the resulting societal ranking distribution. Moderate-high single-qubit noise does not change the qualitative behavior of QMR, whereas strong noise shifts the distribution toward other dominant winners than the classical one. We quantify this behavior using winner-agreement rates, Condorcet-winner flip rates, and Jensen-Shannon divergence between societal ranking distributions. In a second, exploratory component, we demonstrate an explicitly entanglement-based variant of the QMR constitution that serves as a testbed for multi-voter quantum correlations under noise, which we refer to as the QMR2-inspired variant. There, GHZ-type and separable superpositions over opposite rankings have the same expectation values but respond very differently to noise. Taken together, these two components connect the abstract QMR constitution to concrete implementations on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices and highlight design considerations for future quantum voting protocols.
- Abstract（参考訳）: 量子ゲーム理論に触発された量子投票は、Bao と Yunger Halpern (Phys. A 95, 062306 (2017)) の量子多数決則 (QMR) がアローの不合理定理の量子類似性に反する枠組みを提供する。
このQMR構成を古典的プロファイルデータに基づいて解析的に評価し、その最終測定段階を量子回路として実装し、ノイズのないシミュレータとノイズの多いIBM量子ハードウェア上で実行し、現実的なノイズが社会的なランキング分布をいかに変形するかを地図化する。
適度に高い単一量子ビット雑音はQMRの定性的挙動を変えないが、強い雑音は古典的ノイズよりも他の支配的な勝者に分布をシフトさせる。
我々は、この行動の定量化を、勝者獲得率、コンドルチェット・ウィンナーフリップ率、社会的ランキング分布間のジェンセン・シャノンのばらつきを用いて行う。
第2の探索的構成では、QMR2にインスパイアされた変種と呼ばれる雑音下でのマルチボタ量子相関のテストベッドとして機能するQMR構成の明示的に絡み合いに基づく変種を示す。
ここでは、GHZ型と反対ランク上の分離可能な重ね合わせは同じ期待値を持つが、ノイズに対して非常に異なる反応を示す。
これら2つのコンポーネントは、抽象的なQMR構成をノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイス上での具体的な実装に結び付け、将来の量子投票プロトコルの設計上の考察を強調している。
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