論文の概要: Experimental demonstration of quantum advantage in communication complexity for Euclidean distance problem

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.31516v1
• Date: Fri, 29 May 2026 16:34:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-01 20:56:50.750694
• Title: Experimental demonstration of quantum advantage in communication complexity for Euclidean distance problem
• Title（参考訳）: ユークリッド距離問題に対する通信複雑性における量子優位性の実験的実証
• Abstract要約: 入力サイズ108ドルの古典的プロトコルを超える伝送情報の量子的優位性を示す。 我々の結果は、幅広いアプリケーションで使用される量子通信の複雑さの可能性を強調している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9055914643034456
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: When considering the complexity of communication protocols, the aim is to perform a certain task with the minimum amount of communication resources, such as time and transmitted information. The use of quantum states may lead to an exponential advantage in the use of such resources. Here, we are interested in the task of calculating the Euclidean distance between two vectors representing real data sets. It has been previously shown that it is possible to obtain an advantage for this task based on quantum fingerprinting. This protocol is defined in the simultaneous message passing model of communication complexity, where the two parties do not communicate with each other but send data to a third party, and exploits practical fingerprints generated using trains of coherent state pulses instead of highly entangled qubit states that are hard to generate for large input sizes needed to demonstrate an exponential advantage. We perform a proof-of-principle experimental demonstration of the Euclidean distance protocol using amplitude modulation techniques for encoding non-binary data sets and high-performance superconducting nanowire single-photon detectors required to increase the accessible input size. We show a quantum advantage in transmitted information surpassing the best classical protocol for an input size of $10^8$, for diverse types of data sets, including those corresponding to real grayscale images, and with reasonable precision and error bounds. Our results highlight the potential of quantum communication complexity for use in a broad set of applications.
• Abstract（参考訳）: 通信プロトコルの複雑さを考慮すると、時間や送信情報などの通信リソースの最小限の量で特定のタスクを実行することが目的である。 量子状態の使用は、そのような資源の使用において指数関数的な優位性をもたらす可能性がある。 ここでは、実データ集合を表す2つのベクトル間のユークリッド距離を計算することに興味がある。 従来、量子フィンガープリントに基づいてこの課題の利点を得ることが可能であることが示されている。 このプロトコルは、通信複雑性の同時メッセージパッシングモデルで定義されており、両者が相互に通信せず、第三者にデータを送信し、指数的な優位性を示すのに必要な大きな入力サイズのために生成が困難である高度に絡み合った量子ビット状態ではなく、コヒーレントな状態パルスの列を用いて生成された実用的な指紋を利用する。 非バイナリデータセットを符号化するための振幅変調技術と、アクセス可能な入力サイズを増やすために必要な高性能な超伝導ナノワイヤ単光子検出器を用いて、ユークリッド距離プロトコルの実証実験を行う。 入力サイズが10^8$の古典的プロトコルを超越した伝送情報の量子的優位性を示す。 我々の結果は、幅広いアプリケーションで使用される量子通信の複雑さの可能性を強調している。

関連論文リスト

• Exponential Advantage of Multipartite Entanglement over Quantum Communication with Applications to Bounded-Storage Cryptography [0.5862480696321741]
  共有Greenberger-Horne-Zeilinger状態は、各送信者からの古典的通信の対数的に多くのビットのみを用いてタスクの完了を可能にすることを示す。 事前の絡み合いがなければ、成功確率の高いプロトコルは、少なくとも1つの送信者からの通信を必要とする。 暗号的な応用として、シード化された2ソース抽出器を構築し、絡み合った量子側情報と非絡み合った量子側情報の指数的分離を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-07-30T10:04:53Z)
• Communication Advantages from Quantum Dense Network Coding [1.7188280334580195]
  量子高密度ネットワーク符号化(quantum dense network coding) - 送信者毎のビットの約半分を使って、非ブール関数の出力を受信機に送信するプロトコル。 この利点は、共有絡み合いと量子通信の両方を必要とし、ノイズに頑健であり、量子通信と古典通信の成功確率の差を指数関数的に増幅できることを示している。 我々は、高密度ネットワーク符号化が、計測デバイスに依存しない量子キー成長と呼ばれる、新しい、情報理論的にセキュアな量子暗号プロトコルを生み出していることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-07-09T06:08:43Z)
• An Efficient Quantum Classifier Based on Hamiltonian Representations [50.467930253994155]
  量子機械学習(QML)は、量子コンピューティングの利点をデータ駆動タスクに移行しようとする分野である。 入力をパウリ弦の有限集合にマッピングすることで、データ符号化に伴うコストを回避できる効率的な手法を提案する。 我々は、古典的および量子モデルに対して、テキストおよび画像分類タスクに対する我々のアプローチを評価する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-13T11:49:53Z)
• Quantum stochastic communication via high-dimensional entanglement [5.009186332667873]
  本研究では,通信対象のメッセージが選択される自然量子情報プリミティブについて考察する。 我々は,このタスクを完璧に実行するために,高次元の絡み合いを利用するプロトコルを導入する。 8次元の絡み合いとマルチアウトカム検出を用いた光学装置で,プロトコルのスケーラビリティを実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-07T12:47:49Z)
• Scalable & Noise-Robust Communication Advantage of Multipartite Quantum Entanglement [0.0]
  量子リソースは、この課題に対処する上で、古典的な手法よりも有利である。 受信機と送信機がマルチキュービットのGreenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状態を共有すると、分散入力のある種のグローバル関数は、送信機からの古典的通信の1ビットでしか計算できないことを示す。 また, 絡み合いに基づくプロトコルは, 白色雑音下では顕著な堅牢性を示すことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-20T05:17:09Z)
• Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [62.46800898243033]
  量子学習理論の最近の進歩は、様々な古典的な入力によって生成された測定データから、大きな量子ビット回路の線形特性を効率的に学習できるのか? 我々は、小さな予測誤差を達成するためには、$d$で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが必要であることを証明し、それに対応する計算複雑性は、dで指数関数的にスケールする可能性がある。 そこで本研究では,古典的影と三角展開を利用したカーネルベースの手法を提案し,予測精度と計算オーバーヘッドとのトレードオフを制御可能とした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z)
• Multimodal deep representation learning for quantum cross-platform verification [60.01590250213637]
  初期の量子コンピューティングの領域において重要な取り組みであるクロスプラットフォーム検証は、同一のアルゴリズムを実行する2つの不完全な量子デバイスとの類似性を特徴づけようと試みている。 本稿では,この課題におけるデータの形式化が2つの異なるモダリティを具現化する,革新的なマルチモーダル学習手法を提案する。 我々はこれらのモダリティから知識を独立して抽出するマルチモーダルニューラルネットワークを考案し、続いて融合操作により包括的データ表現を生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-07T04:35:03Z)
• Multi-User Entanglement Distribution in Quantum Networks Using Multipath Routing [55.2480439325792]
  マルチパスルーティングを活用することで,マルチユーザアプリケーションの絡み合い率を高める3つのプロトコルを提案する。 これらのプロトコルは、制限された量子メモリや確率的絡み合い生成を含む、NISQ制約のある量子ネットワーク上で評価される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-06T18:06:00Z)
• Oblivious Quantum Computation and Delegated Multiparty Quantum Computation [61.12008553173672]
  本稿では、入力量子ビットの秘密性と量子ゲートを識別するプログラムを必要とする新しい計算量子計算法を提案する。 本稿では,この課題に対する2サーバプロトコルを提案する。 また,従来の通信のみを用いて,複数のユーザがサーバにマルチパーティ量子計算を依頼する多パーティ量子計算についても論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-02T09:01:33Z)
• Entanglement-assisted quantum communication with simple measurements [0.0]
  デンスコーディングは、絡み合いがキュービット通信をいかに促進するかを示す基礎的な例である。 測定により、強い、時には最適な絡み合い支援量子ビット通信プロトコルが実現可能であることを示す。 以上の結果から,量子通信の強化における絡み合いの力は,シンプルでスケーラブルな光学実験で得られることが判明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-19T14:47:38Z)
• Interactive Protocols for Classically-Verifiable Quantum Advantage [46.093185827838035]
  証明者と検証者の間の「相互作用」は、検証可能性と実装のギャップを埋めることができる。 イオントラップ量子コンピュータを用いた対話型量子アドバンストプロトコルの最初の実装を実演する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-09T19:00:00Z)
• Multi-party quantum fingerprinting with weak coherent pulses: circuit design and protocol analysis [0.0]
  本稿では,既存の技術で実装可能な新しいマルチユーザ量子フィンガープリントプロトコルを提案する。 我々の研究の重要性の多くは、得られたQCCの数字が、よく知られた古典的マルチユーザーフィンガープリントプロトコルと直接比較できるという事実から生じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-01T04:28:52Z)

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。