論文の概要: Constructive realization of self-referential prediction limits in quantum control: Resource bounds and Gödel-safe architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.04779v1
• Date: Wed, 05 Aug 2026 12:46:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-06 14:48:43.926894
• Title: Constructive realization of self-referential prediction limits in quantum control: Resource bounds and Gödel-safe architectures
• Title（参考訳）: 量子制御における自己参照予測限界の構成的実現:資源境界とゲーデルセーフアーキテクチャ
• Authors: Salman Sajad Wani, Álvaro Perales-Eceiza, Saif Al-Kuwari, Mir Faizal,
• Abstract要約: 本稿では,自己解析型量子プラットフォームが自身の実験結果を普遍的に予測できるのか,という疑問に対処する。 我々は、プログラム可能な量子制御を用いて、予測器を解析実験にサブルーチンとして組み込むことが可能な設定について検討する。 我々は、Gdel-safeアーキテクチャを導入し、正式に定義する。これらのアーキテクチャは、プロトコル記述から同じ実行中にポインタに影響を与えるアクチュエータまで、禁止された因果経路をブロックする。
• 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: Programmable quantum control systems increasingly rely on predictive modules for certification, real-time feedback, and autonomous decision-making. This development raises a fundamental question: can self-analyzing quantum platforms universally predict their own experimental outcomes? Wolpert formalized a general impossibility of universal self-prediction. Here we translate that limitation into an explicit laboratory obstruction that can be realized with finite resources. We consider settings with programmable quantum control in which predictors can be embedded as subroutines within the experiments they analyze. Our diagonal construction uses Kleene's recursion theorem to transform any deterministic bounded-time predictor into a reversible protocol encoding its own specification. The resulting protocol invokes the predictor on that specification and deterministically produces a classical pointer record that contradicts the forecast. For efficient predictors, the compilation has polynomial overhead and admits concrete physical realizations as a fault-tolerant quantum circuit and as a minimal Mach-Zehnder interferometer. These realizations connect computability-theoretic self-reference to programmable quantum hardware. We also introduce and formally define Gödel-safe architectures. These architectures block the forbidden causal path from the protocol description to an actuator that can affect the pointer during the same run. We analyze their implications for real-time quantum error correction, including the resulting expressiveness trade-offs. As quantum control loops grow in computational expressiveness, the limits of self-reference cease to be mere mathematical abstractions and become explicit engineering constraints for the reliable operation of autonomous quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: プログラム可能な量子制御システムは、認証、リアルタイムフィードバック、自律的な意思決定のための予測モジュールにますます依存している。 この発展は根本的な疑問を提起する: 自己分析の量子プラットフォームは、自身の実験結果を普遍的に予測できるのか? ヴォルパートは普遍的な自己予測の一般的な不可能性を定式化した。 ここでは、この制限を有限資源で実現可能な明示的な実験室の障害物に変換する。 我々は、プログラム可能な量子制御を用いて、予測器を解析した実験にサブルーチンとして組み込むことが可能な設定について検討する。 我々の対角構成では、クリーネの帰納定理を用いて、任意の決定論的有界時間予測器を、自身の仕様を符号化する可逆プロトコルに変換する。 結果として得られたプロトコルはその仕様上の予測子を起動し、予測に矛盾する古典的なポインタレコードを決定論的に生成する。 効率的な予測器では、コンパイルには多項式オーバーヘッドがあり、フォールトトレラント量子回路や最小限のマッハ・ツェンダー干渉計として具体的な物理実現が認められる。 これらの実現は計算可能性理論の自己参照とプログラマブル量子ハードウェアを結びつける。 また、Gödel-safeアーキテクチャを導入し、正式に定義する。 これらのアーキテクチャは、プロトコル記述から同じ実行中にポインタに影響を与えるアクチュエータへの禁止された因果経路をブロックする。 結果の表現性トレードオフを含む実時間量子誤り訂正におけるそれらの意味を分析する。 量子制御ループが計算表現性で大きくなるにつれて、自己参照の限界は単なる数学的抽象化に留まり、自律量子技術の信頼性の高い操作に対する明示的な工学的制約となる。

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