論文の概要: Quantum oracles give an advantage for identifying classical counterfactuals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13692v1
• Date: Mon, 15 Dec 2025 18:59:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.835562
• Title: Quantum oracles give an advantage for identifying classical counterfactuals
• Title（参考訳）: 量子オラクルは古典的反事実を識別する利点を与える
• Authors: Ciarán M. Gilligan-Lee, Yìlè Yīng, Jonathan Richens, David Schmid,
• Abstract要約: 量子オラクルは古典的な反事実問題に答えるために古典的なオラクルよりも有利であることを示す。 離散古典変数を持つ構造因果モデルでは、観測データや理想的な介入でさえ、すべての反事実的疑問に答えることができない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.665142050911422
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We show that quantum oracles provide an advantage over classical oracles for answering classical counterfactual questions in causal models, or equivalently, for identifying unknown causal parameters such as distributions over functional dependences. In structural causal models with discrete classical variables, observational data and even ideal interventions generally fail to answer all counterfactual questions, since different causal parameters can reproduce the same observational and interventional data while disagreeing on counterfactuals. Using a simple binary example, we demonstrate that if the classical variables of interest are encoded in quantum systems and the causal dependence among them is encoded in a quantum oracle, coherently querying the oracle enables the identification of all causal parameters -- hence all classical counterfactuals. We generalize this to arbitrary finite cardinalities and prove that coherent probing 1) allows the identification of all two-way joint counterfactuals p(Y_x=y, Y_{x'}=y'), which is not possible with any number of queries to a classical oracle, and 2) provides tighter bounds on higher-order multi-way counterfactuals than with a classical oracle. This work can also be viewed as an extension to traditional quantum oracle problems such as Deutsch--Jozsa to identifying more causal parameters beyond just, e.g., whether a function is constant or balanced. Finally, we raise the question of whether this quantum advantage relies on uniquely non-classical features like contextuality. We provide some evidence against this by showing that in the binary case, oracles in some classically-explainable theories like Spekkens' toy theory also give rise to a counterfactual identifiability advantage over strictly classical oracles.
• Abstract（参考訳）: 量子オラクルは、因果モデルにおける古典的反ファクト問題に答えるために古典的オラクルよりも有利であること、あるいは、機能的依存に対する分布のような未知の因果パラメータを特定するために等価であることを示す。 離散古典変数を持つ構造因果モデルでは、観測データや理想的な介入でさえ、すべての反ファクト的疑問に答えられず、異なる因果的パラメータは、反ファクト的問題に異を唱えながら同じ観測的および介入的データを再現することができる。 単純な二項の例を用いて、古典的興味を持つ変数が量子系に符号化され、それらの間の因果依存が量子オラクルに符号化された場合、オラクルをコヒーレントにクエリすることで、すべての因果パラメータを識別できる。 これを任意の有限濃度に一般化し、コヒーレントな探索を証明する。 1) 古典的なオラクルへの問い合わせの回数で不可能なすべての二方向関節対物 p(Y_x=y, Y_{x'}=y') の識別を可能にする。 2) 古典的なオラクルよりも高階のマルチウェイ反事実に厳密な境界を与える。 この研究は、Deutsch--Jozsaのような伝統的な量子オラクル問題の拡張と見なすことができ、関数が定数であるか平衡であるかというような、単に以上の因果パラメータを特定できる。 最後に、この量子優位性が文脈性のような一意に古典的でない特徴に依存しているかどうかという問題を提起する。 二項述語の場合、Spekkensのおもちゃ理論のような古典的に説明可能な理論のオラクルは、厳密な古典的オラクルに対して反実的識別可能性の優位性をもたらすことを示して、これに対するいくつかの証拠を提供する。

関連論文リスト

• On the Significance of Intermediate Latents: Distinguishing Quantum Causal Scenarios with Indistinguishable Classical Analogs [1.03590082373586]
  我々は、観測変数を表すノードと、潜伏変数または隠れ変数を表すノードの両方を含む有向非巡回グラフについて考察する。 我々は、潜在ノードの量子解釈への変化が、古典的に区別できない因果的シナリオの区別をいかに引き起こすかを強調した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-13T16:08:30Z)
• Kochen-Specker for many qubits and the classical limit [55.2480439325792]
  量子および古典予測は、量子ビットの数がマクロスケールに増加するにつれて収束することが示されている。 古典的極限を説明するこの方法は、以前にGHZ状態に対して報告された結果と一致し、改善する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-26T22:30:58Z)
• Identification of Causal Influences in Quantum Processes [0.0]
  量子環境における因果同定理論への大きな障害は、どのように「観測データ」の役割を果たすべきかという問題である。 我々は、よく知られた「前ドア基準」の量子アナログから始まる、量子因果同定のための十分な条件を示す。 結果は、Jacobs, Kissinger, Zanasiによる古典的因果推論の過程論的説明の一般化から生じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-15T11:41:18Z)
• A Semantics for Counterfactuals in Quantum Causal Models [0.0]
  本稿では,量子因果モデルの枠組みにおいて,逆ファクトクエリの評価のための形式的手法を提案する。 我々はパールの「古典的構造因果モデル」の概念の適切な拡張を定義する。 古典的(確率論的)構造因果モデルは全て、量子構造因果モデルに拡張可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-23T05:00:14Z)
• Witnessing Non-Classicality in a Simple Causal Structure with Three Observable Variables [0.7036032466145112]
  エンタングルメント・スワッピング実験の根底にある因果構造に類似したエバンスシナリオを分析した。 量子後相関は、古典的なエヴァンス因果構造の記述によって課せられる制約に反することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-23T23:29:35Z)
• The role of fluctuations in quantum and classical time crystals [58.720142291102135]
  系の安定性における揺らぎの役割について検討し、量子DTCと古典DTCの区別は見つからない。 これにより、古典雑音を受ける2つの強結合パラメトリック共振器を用いて、実験中の揺らぎを探索することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-10T19:00:01Z)
• Oracle separations of hybrid quantum-classical circuits [68.96380145211093]
  量子計算の2つのモデル: CQ_dとQC_d。 CQ_dは、d-d-deepth量子コンピュータのシナリオを何度も捉え、QC_dは測定ベースの量子計算に類似している。 CQ_dとQC_dの類似性にもかかわらず、2つのモデルは本質的にはCQ_d $nsubseteq$QC_dとQC_d $nsubseteq$CQ_dである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-06T03:10:53Z)
• Experimental violations of Leggett-Garg's inequalities on a quantum computer [77.34726150561087]
  単一および多ビット系におけるLeggett-Garg-Bellの不等式違反を実験的に観察する。 本分析では, 量子プラットフォームの限界に注目し, 上記の相関関数は, 量子ビットの数や回路深さが大きくなるにつれて, 理論的予測から逸脱することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-06T14:35:15Z)
• Emergence of classical behavior in the early universe [68.8204255655161]
  3つの概念は本質的に同値であると仮定され、同じ現象の異なる面を表す。 古典位相空間上の幾何構造のレンズを通して、一般のフリードマン=ルマイト=ロバートソン=ヴァルカー空間で解析する。 分析によれば、 (i) インフレーションは本質的な役割を果たさない; 古典的行動はより一般的に現れる; (ii) 3つの概念は概念的に異なる; 古典性はある意味で現れるが別の意味では生じない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-22T16:38:25Z)

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。