論文の概要: Probabilistic modeling over permutations using quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.22401v1
- Date: Mon, 23 Mar 2026 18:00:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-25 19:53:37.119897
- Title: Probabilistic modeling over permutations using quantum computers
- Title(参考訳): 量子コンピュータを用いた置換の確率論的モデリング
- Authors: Vasilis Belis, Giulio Crognaletti, Matteo Argenton, Michele Grossi, Maria Schuld,
- Abstract要約: 我々は、正確な確率モデルを量子状態の振幅に符号化する量子アルゴリズムを開発した。
我々は、そのようなアプローチのスケーリング、制限、実践的利用を想定し、非アベリア QFT の有用な応用への第一歩とみなす。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computers provide a super-exponential speedup for performing a Fourier transform over the symmetric group, an ability for which practical use cases have remained elusive so far. In this work, we leverage this ability to unlock spectral methods for machine learning over permutation-structured data, which appear in applications such as multi-object tracking and recommendation systems. It has been shown previously that a powerful way of building probabilistic models over permutations is to use the framework of non-Abelian harmonic analysis, as the model's group Fourier spectrum captures the interaction complexity: "low frequencies" correspond to low order correlations, and "high frequencies" to more complex ones. This can be used to construct a Markov chain model driven by alternating steps of diffusion (a group-equivariant convolution) and conditioning (a Bayesian update). However, this approach is computationally challenging and hence limited to simple approximations. Here we construct a quantum algorithm that encodes the exact probabilistic model -- a classically intractable object -- into the amplitudes of a quantum state by making use of the Quantum Fourier Transform (QFT) over the symmetric group. We discuss the scaling, limitations, and practical use of such an approach, which we envision to be a first step towards useful applications of non-Abelian QFTs.
- Abstract(参考訳): 量子コンピュータは対称群上でフーリエ変換を実行するための超指数速度アップを提供する。
本研究では、マルチオブジェクト追跡やレコメンデーションシステムなどのアプリケーションに現れる、置換構造データよりも機械学習のスペクトルメソッドをアンロックする機能を利用する。
置換よりも確率的モデルを構築する強力な方法は、モデルの群フーリエスペクトルが相互作用の複雑さを捉えているため、非アベリア調和解析の枠組みを使うことが示されている:「低周波」は低次相関に対応し、「高周波」はより複雑なものに対応する。
これは、拡散(群同変の畳み込み)と条件付け(ベイズ更新)を交互に行うマルコフ連鎖モデルを構築するのに使うことができる。
しかし、このアプローチは計算的に困難であり、したがって単純な近似に限られる。
ここでは、量子フーリエ変換(QFT)を対称群上の量子状態の振幅にエンコードする量子アルゴリズムを構築する。
我々は、このようなアプローチのスケーリング、制限、実践的利用について議論し、非アベリア QFT の有用な応用に向けた第一歩であると考えている。
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