論文の概要: Operational criteria for quantum advantage in latency-constrained nonlocal games
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.07451v1
- Date: Wed, 08 Apr 2026 18:00:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-10 18:34:05.485179
- Title: Operational criteria for quantum advantage in latency-constrained nonlocal games
- Title（参考訳）: レイテンシ制約付き非局所ゲームにおける量子優位の操作基準
- Authors: Changhao Li, Seigo Kikura, Akihisa Goban, Hayata Yamasaki, Shinichi Sunami,
- Abstract要約: 遠隔の絡み合いはコミュニケーションなしで協調的な意思決定を可能にする。
LCTCにおける量子優位性を定量的に分析するための包括的枠組みを開発した。
本稿では,キャビティ支援型トラップ原子量子ネットワークノードの時間多重化,イベント可読化操作を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4480219002468337
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Remote entanglement enables coordinated decision making without communication and produces correlations beyond those achievable by any classical strategy, representing a practical quantum advantage in time-critical distributed decision-making problems. However, existing analyses of quantum-classical gaps in such latency-constrained tacit coordination (LCTC) have focused on idealized models that neglect the finite stationary window of the LCTC, finite operation times, and limited entanglement generation rates, leaving fundamental constraints unaccounted for. In this work, we develop a comprehensive framework to quantitatively analyze quantum advantage in LCTC that explicitly incorporates finite-duration and finite-rate operations, as well as generalized utility structures with a limited stationary window. These advances are made possible by adapting statistical certification methods for nonlocal games to the decision-making scenarios of LCTC, identifying operational criteria that must be satisfied by the hardware implementations to realize quantum advantage with sufficient statistical significance. To meet the stringent criteria, we propose time-multiplexed, event-ready operations of cavity-assisted trapped-atom quantum network nodes that provide a continuous stream of entangled qubit pairs, with decision latencies of a microsecond and decision rates of $8\times 10^3~\text{s}^{-1}$ per channel for a representative metropolitan-scale $50$-km fiber network to keep up with the fast-changing environment, such as financial markets and electric grid networks. These results bridge the gap between the theoretical notions of the quantum-classical gap in nonlocal games and concrete implementations that meet the stringent operational criteria for achieving robust quantum advantage in realistic coordination tasks.
- Abstract（参考訳）: 遠隔の絡み合いは、コミュニケーションなしで協調的な意思決定を可能にし、古典的な戦略によって達成可能なもの以上の相関を生じさせ、時間クリティカルな分散意思決定問題における実用的な量子的優位性を示す。
しかし、そのような遅延制約付き暗黙の調整(LCTC)における量子古典的ギャップの既存の分析は、LCTCの有限定常窓、有限演算時間、および限定絡み合い発生率を無視した理想的なモデルに焦点を合わせており、基本的な制約は考慮されていない。
本研究では,有限デューレーションと有限レート演算を明示的に組み込んだLCTCの量子優位性を定量的に解析する包括的枠組みと,固定窓付き汎用ユーティリティ構造を開発する。
これらの進歩は、LCTCの意思決定シナリオに非局所ゲームに対する統計的認証手法を適用し、ハードウェア実装によって満たされなければならない運用基準を特定し、十分な統計的意義を持つ量子優位性を実現することによって実現される。
この厳密な基準を満たすために、金融市場や電力網網などの急激な変化環境に対応するために、大都市圏ネットワークの代表者に対して、マイクロ秒と決定速度が8\times 10^3~\text{s}^{-1}$のマイクロ秒、決定速度が8\times 10^3~\text{s}^{-1}$の連続的なストリームを提供するキャビティ支援量子ネットワークノードの時間多重化、イベント可読な動作を提案する。
これらの結果は、非局所ゲームにおける量子古典的ギャップの理論概念と、現実的な調整タスクにおいて堅牢な量子優位性を達成するための厳密な操作基準を満たす具体的な実装とのギャップを埋める。
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