論文の概要: Causality in Pure Quantum Computation with Quantum Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15926v1
- Date: Fri, 17 Jul 2026 13:10:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-20 17:56:52.85182
- Title: Causality in Pure Quantum Computation with Quantum Control
- Title（参考訳）: 量子制御による純量子計算における因果性
- Authors: Kengo Hirata, Takeshi Tsukada,
- Abstract要約: 不定因数順序は量子計算における特徴的な現象であり、量子SWITCHやOCBプロセスなどが挙げられる。
本稿では、高次設定における非現実的因果問題について研究し、量子制御を持つ型計算とその分類論的意味論を提案する。
また、Caus構造と密接に関連する新しいモデルを提案し、このモデルにより、物理的に実現不可能なプロセスが我々の言語では定義できないことが証明される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9668407688201359
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Indefinite causal order is a characteristic phenomenon in quantum computation, with examples including the quantum SWITCH and the OCB process. Not all such processes are believed to be physically realizable: while some implementations of the quantum SWITCH have been proposed, the OCB process is suspected to be unrealizable. This difference in realizability is commonly attributed to constraints imposed by physical causality. This paper studies such a causality issue in a higher-order setting, proposing a typed lambda calculus with quantum control and its categorical semantics. Our calculus extends pure quantum computation with higher-order functions and quantum conditional branching, and it is equipped with a type system based on intuitionistic BV logic to enforce causality. We also present a novel model that is closely related to the Caus construction, by which we prove that some physically-unrealizable processes are not definable in our language.
- Abstract（参考訳）: 不定因数順序は量子計算における特徴的な現象であり、量子SWITCHやOCBプロセスなどが挙げられる。
量子SWITCHの実装が提案されているが、OCBプロセスは実現不可能であると考えられている。
この実現可能性の違いは、一般に物理的因果性によって課せられる制約に起因している。
本稿では、量子制御を持つ型付きラムダ計算とその分類論的意味論を提唱し、高階設定におけるそのような因果問題について考察する。
我々の計算は、高次関数と量子条件分岐による純粋量子計算を拡張し、因果関係を強制する直観的BV論理に基づく型システムを備えている。
また、Caus構造と密接に関連する新しいモデルを提案し、このモデルにより、物理的に実現不可能なプロセスが我々の言語では定義できないことが証明される。
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