論文の概要: Reasoning about Continuous-Variable Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.23137v1
• Date: Sat, 25 Jul 2026 10:36:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-28 22:34:15.001088
• Title: Reasoning about Continuous-Variable Quantum Systems
• Title（参考訳）: 連続可変量子システムに関する推論
• Abstract要約: 連続変数量子コンピューティング(continuous-variable quantum computing, CVQC)は、連続領域上の値を計測する計算パラダイムである。 CVQCは物理量子システムをモデル化するための便利な計算フレームワークであり、量子光学に基づくハードウェアプラットフォームのための優れた抽象化である。 本研究では,コアCV量子プログラミング言語の形式的意味論と,プログラムの正確性検証手法を開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.113921654362638
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Continuous-variable quantum computing (CVQC) is a computing paradigm in which measurements yield values over a continuous domain. CVQC is both a convenient omputational framework for modeling physical quantum systems, and a good abstraction for hardware platforms based on quantum optics. Yet, the semantic foundations of CVQC remain underdeveloped. To address this gap, we develop a formal semantics for a core CV quantum programming language, and sound verification methods for program correctness. A main contribution of this work is to isolate a well-behaved quantitative predicate domain that achieves sufficient expressiveness to accommodate unbounded values as they arise in the infinite-dimensional, continuous setting. Specifically, we choose closed positive quadratic forms as semantic predicates, representing finite expectations, domains of finiteness, and infinite penalties in one ordered object. We validate our choice by establishing that our semantic predicates satisfy desirable closure properties including the definition of weakest preconditions. We validate our design with two case studies, including an example based on the celebrated GKP error-correcting code, for which we establish a second moment bound.
• Abstract（参考訳）: 連続変数量子コンピューティング(continuous-variable quantum computing, CVQC)は、連続領域上の値を計測する計算パラダイムである。 CVQCは物理量子システムをモデル化するための便利な計算フレームワークであり、量子光学に基づくハードウェアプラットフォームのための優れた抽象化である。 しかし、CVQCのセマンティック基盤は未発達のままである。 このギャップに対処するため、コアCV量子プログラミング言語の形式的意味論と、プログラムの正確性を検証する音響検証法を開発した。 この研究の主な貢献は、無限次元の連続的な設定で生じるような非有界な値に対応するのに十分な表現性を達成する十分な量的述語領域を分離することである。 具体的には、有理述語として閉正の二次形式を選択し、有限期待、有限の領域、一の順序対象における無限の罰則を表す。 我々は、最も弱い前提条件の定義を含む望ましい閉包特性を満たすセマンティック述語を確立することで、私たちの選択を検証する。 我々は、有名なGKPエラー訂正コードに基づく例を含む2つのケーススタディを用いて、設計を検証し、第2モーメント境界を確立する。

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