論文の概要: The Fourier Wall: Why Public Tabular Datasets Refuse Quantum Advantage, and a Certified Recipe for Where It Lives
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15815v1
- Date: Fri, 17 Jul 2026 10:24:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-20 17:56:52.819872
- Title: The Fourier Wall: Why Public Tabular Datasets Refuse Quantum Advantage, and a Certified Recipe for Where It Lives
- Title(参考訳): フーリエの壁:なぜ公共のタブラルデータセットが量子アドバンテージを排除し、それがどこにあるか認定されたレシピ
- Abstract要約: 量子機械学習モデルは通常、注意深く調整された古典的なベースラインを失う。
シミュレーション不要な構造画面であるSPECTRAとして条件を運用する。
工業用スマートメーターデータでは、SPECTRAは実際のピーク負荷目標を正しく拒否し、勾配木は0.999のROC-AUCに達する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Across public tabular benchmarks, quantum machine-learning (QML) models usually lose to carefully tuned classical baselines. We argue that this is a structural property of the datasets rather than merely a limitation of current models. Because an angle-encoded quantum neural network is a partial Fourier series, a genuine advantage can arise only when the target spectrum is simultaneously off-grid, of interaction order at least three, high-frequency, supported by near-independent features, and dense beyond practical enumeration. We call the failure to satisfy these conditions the Fourier wall. We operationalize the conditions as SPECTRA, a two-tier certificate: a simulator-free structural screen followed by a decisive comparison between a matched quantum model and five tuned classical twins using paired-bootstrap confidence bounds. On industrial smart-meter data, SPECTRA correctly refuses the real peak-load target, for which gradient-boosted trees reach a held-out ROC-AUC of 0.999. On the same real energy phases with labels generated by an interacting quantum process, the dynamics-matched quantum model reaches 0.994 versus 0.699 for the best generic classical baseline, and collapses to chance when its interaction couplings are ablated. An exact classical simulator ties the quantum model at small width but incurs measured exponential evaluation cost, with an estimated hardware crossover near 13-19 sites. These results provide a practical recipe for identifying, engineering, and deploying quantum-advantage candidates in tabular data.
- Abstract(参考訳): パブリックな表型ベンチマーク全体において、量子機械学習(QML)モデルは、古典的なベースラインを慎重に調整することに失敗する。
これは、単に現在のモデルの制限ではなく、データセットの構造的特性である、と我々は主張する。
角度符号化された量子ニューラルネットワークは部分フーリエ級数であるため、ターゲットスペクトルが同時にオフグリッドである場合にのみ真の利点が生じる。
我々はこれらの条件を満たすのに失敗したことをフーリエの壁と呼んでいる。
この条件を2層認証であるSPECTRAとして運用し、シミュレータフリーな構造画面と、マッチング量子モデルとペアブートストラップ信頼境界を用いた5つのチューニングされた古典的ツインとの決定的な比較を行った。
工業用スマートメーターデータでは、SPECTRAは実際のピーク負荷目標を正しく拒否し、勾配木は0.999のROC-AUCに達する。
相互作用する量子プロセスによって生成されたラベルを持つ同じ実エネルギー相において、動的整合量子モデルは最高の古典的ベースラインに対して0.994対0.699に達し、相互作用結合が消滅すると偶然崩壊する。
正確な古典的なシミュレーターは、量子モデルを小さな幅で結びつけるが、指数関数的な評価コストを測り、推定ハードウェアのクロスオーバーは13-19のサイトの近くで予測される。
これらの結果は、表データの量子アドバンテージ候補を特定し、エンジニアリングし、デプロイするための実践的なレシピを提供する。
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