論文の概要: Quantum Advantage in Multi Agent Reinforcement Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14235v1
• Date: Thu, 14 May 2026 01:03:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.559588
• Title: Quantum Advantage in Multi Agent Reinforcement Learning
• Title（参考訳）: マルチエージェント強化学習における量子アドバンテージ
• Authors: Simranjeet Singh Dahia, Claudia Szabo,
• Abstract要約: 量子マルチエージェント強化学習(QMARL)におけるエージェント調整における量子絡み合いの実証評価について述べる。 エンタングル QMARL エージェントが 0.854 の Tsirelson 限界に近づき、量子的優位性を示す。 また,ベル状態がコーディネートゲインを実現し,他の状態が積極的に性能を損なうような,特定の絡み合い構造の効果についても検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.42970700836450487
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present an empirical evaluation of quantum entanglement in agent coordination within quantum multi agent reinforcement learning (QMARL). While QMARL has attracted growing interest recently, most prior work evaluates quantum policies without provable baselines, making it impossible to rigorously distinguish quantum advantage from algorithmic coincidence. We address this directly by evaluating a decentralized QMARL framework with variational quantum circuit (VQC) actors with shared entangled states. In the CHSH game, which has a mathematically proven classical performance ceiling of 0.75 win rate, we show that entangled QMARL agents approach the Tsirelson limit of 0.854, providing clear evidence of their quantum advantage. We show that unentangled quantum circuits match the classical baseline, confirming that entanglement and not the quantum circuit itself is the active coordination mechanism. We also explore the effect of specific entanglement structures, as some Bell states enable coordination gains while others actively harm performance. On cooperative navigation (CoopNav), QMARL without entanglement achieves $\sim2\times$ improvement in success rate over classical MAA2C ($\sim$0.85 versus $\sim$0.40), with the hybrid configuration, quantum actor paired with a classical centralised critic, outperforming both fully classical and fully quantum solutions. We present our experimental analysis and discuss future work.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子マルチエージェント強化学習(QMARL)におけるエージェント調整における量子絡み合いの実証評価について述べる。 QMARLは近年関心が高まりつつあるが、多くの先行研究は証明可能なベースラインなしで量子ポリシーを評価しており、量子上の利点とアルゴリズム上の偶然を厳密に区別することは不可能である。 本稿では,分散化QMARLフレームワークと変分量子回路(VQC)アクターを共有絡み状態で評価することにより,この問題を直接解決する。 数学的に証明された古典的性能天井の0.75勝率を持つCHSHゲームにおいて、絡み合ったQMARLエージェントがチレルソン極限0.854に近づき、量子的優位性を示す。 量子回路が古典的ベースラインと一致することを示し、量子回路自体ではなく絡み合いがアクティブな調整機構であることを確認した。 また,ベル状態がコーディネートゲインを実現し,他の状態が積極的に性能を損なうような,特定の絡み合い構造の効果についても検討する。 協調ナビゲーション(CoopNav)では、QMARLは古典的MAA2C($\sim$0.85 vs$\sim$0.40)よりも成功率の向上を達成し、ハイブリッド構成では、古典的中央集権的な批評家と組み合わせて、完全に古典的および完全量子的ソリューションよりも優れている。 実験分析を行い,今後の課題について論じる。

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