論文の概要: Universal Inductive Inference of Quantum States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.36912v1
- Date: Tue, 29 Sep 2026 07:31:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-30 21:28:47.28469
- Title: Universal Inductive Inference of Quantum States
- Title（参考訳）: 量子状態の普遍的帰納的推論
- Abstract要約: ソロモノフの普遍帰納的推論(Inf. Control. 1964)は、シーケンシャルデータから学ぶための最も一般的なフレームワークの1つである。
我々は、量子源の学習と予測のためのフレームワークである普遍的量子帰納的推論を導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.348401075297825
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Solomonoff's universal inductive inference [Inf. Control. 1964] is one of the most general frameworks for learning from sequential data and predicting future observations. It provides prediction guarantees for any computable stochastic source. We ask whether an analogous universal theory of induction can be developed for quantum systems. To this end, we introduce universal quantum inductive inference, a framework for learning and predicting quantum sources that may exhibit arbitrary correlations and entanglement across time. Given the outcomes of past measurements and the corresponding post-measurement quantum systems, the learner produces a joint state that predicts the next measurement outcome and post-measurement system while preserving correlations with the past systems. We model a quantum source as a multipartite quantum state whose description is generated by an unknown $s$-bit program within a given time bound. The learner is required to produce a state that is $ε$-close in trace distance to the target with probability at least $1-δ$. We establish an information-theoretic inference algorithm with round complexity $O(sε^{-2}δ^{-1})$. We further prove a matching lower bound in the relevant parameter regime, even for classical sources. As a second result, we construct a non-i.i.d. state tomography algorithm that outputs a classical description of the conditional state of the next system given past measurement outcomes. Our information-theoretic tomography algorithm achieves round complexity $O(s\min\{2^s,2^n\}ε^{-2}δ^{-1})$, where $n$ is the number of qubits received in each round. Finally, we investigate the computational hardness of universal quantum inductive inference under quantum cryptographic assumptions.
- Abstract（参考訳）: ソロモノフの普遍的帰納的推論(Inf. Control. 1964)は、逐次データから学習し、将来の観測を予測するための最も一般的なフレームワークの1つである。
計算可能な確率源の予測保証を提供する。
量子系に対して導出の類似の普遍理論を開発できるかどうかを問う。
この目的のために、任意の相関関係と時間的絡み合いを示す量子源の学習と予測の枠組みである普遍的量子帰納的推論を導入する。
過去の測定結果とそれに対応するポスト測定量子システムの結果を踏まえ、学習者は過去のシステムとの相関を保ちつつ、次の測定結果と後測定システムを予測するジョイント状態を生成する。
我々は、与えられた時間境界内で未知の$s$-bitプログラムによって記述が生成される多部量子状態として量子源をモデル化する。
学習者は、少なくとも1-δ$の確率で、ターゲットへのトレース距離がε$-closeである状態を生成する必要がある。
我々は、ラウンド複雑性$O(sε^{-2}δ^{-1})$で情報理論推論アルゴリズムを確立する。
さらに、古典的な情報源であっても、関連するパラメータ体系における一致した下界が証明される。
2つ目の結果として、過去の測定結果が与えられた次のシステムの条件状態の古典的な記述を出力する非I.d.状態トモグラフィーアルゴリズムを構築した。
我々の情報理論トモグラフィーアルゴリズムは、ラウンド複雑性$O(s\min\{2^s,2^n\}ε^{-2}δ^{-1})$。
最後に、量子暗号の仮定の下での普遍量子帰納的推論の計算硬度について検討する。
関連論文リスト
- The log log jam in Gaussian state tomography [30.395638404311537]
ガウス測度を使用するプロトコルは、絡み合ったり、適応的に選択されたプロトコルであっても、$log log E$Dependencyを発生させなければならない。
非常に絡み合った非ガウス測度では、$O(n2 / 2)$サンプルで$n$モードの純粋なガウス状態を学ぶことができ、$E$とは独立である。
我々の結果は、量子学習における適応性、絡み合い、魔法の間の興味深い相互作用に新たな光を当てた。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-14T17:25:43Z) - Magic and entanglement in 1+1-dimensional SU(2) lattice gauge theory [37.724232080494424]
絡み合いと非安定化性(マジック)は古典的な記述から2つの異なる量子系の離脱を定量化する。
1+1)次元のSU(2)格子ゲージ理論の基底状態のエンタングルメントエントロピーと安定化器レニイエントロピーを計算する。
g_star$で示されるクロスオーバーは、地上状態がより魔力に富んだ状態から、より魔力の少ない状態へと遷移するものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-06-08T18:00:00Z) - Shallow quantum circuit for generating O(1)-entangled approximate state designs [6.161617062225404]
我々は、非常に低い絡み合い、魔法、コヒーレンスを持ちながら、$epsilon$-approximate state $t$-designとして機能する新しい量子状態の集合を見つける。
これらの資源は理論上の下界である$Omega(log (t/epsilon))$に達することができ、これもこの研究で証明されている。
我々の研究で提案された量子回路のクラスは、ランダムな量子状態の古典的なシミュレーションにコストを削減している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-23T18:56:19Z) - Information upper bounds in composite quantum systems [12.330307894050854]
量子系の本質的な情報は、量子状態を定義するために必要な情報を指す。
2-qubit 系の後部情報内容の上限は, 正確には 2 に等しいことを示す。
後続情報によって定義される$n$-qubitシステムの本質的な情報は、$n$classical bitsによって境界づけられていることが判明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-14T03:00:29Z) - A Novel Quantum-Classical Hybrid Algorithm for Determining Eigenstate Energies in Quantum Systems [1.9714447272714082]
本稿では、任意の量子系の固有エネルギースペクトルを効率的に計算するための新しい量子アルゴリズムXZ24を提案する。
XZ24には3つの大きな利点がある: 固有状態の準備の必要性を排除し、無視できない重複を持つ参照状態のみを必要とする。
参照状態に応じて複数の固有エネルギーの同時計算を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-01T04:31:43Z) - Variational method for learning Quantum Channels via Stinespring Dilation on neutral atom systems [0.0]
拡張システム上で等価なユニタリ演算を変動的に構成することにより、任意のターゲット量子チャネルを近似する手法を提案する。
また、トレーニングデータによってカバーされた期間を超えて、離散的な時間ステップで量子チャネルを外挿するための実験的に実現可能なアプローチを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-19T13:06:44Z) - Quantum State Tomography for Matrix Product Density Operators [28.799576051288888]
実験的測定から量子状態の再構成は、量子デバイスの検証とベンチマークに不可欠である。
ノイズや中間スケールの量子コンピュータによって生成される状態のような多くの物理量子状態は通常、構造化される。
圧縮センシングのツールと経験過程の理論を用いて,MPOの安定回復の理論的保証を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-15T18:23:55Z) - Fast Quantum Algorithms for Trace Distance Estimation [8.646488471216262]
本稿では, 加算誤差$varepsilon$内のトレース距離を, ランク$r$の混合量子状態間で推定する効率的な量子アルゴリズムを提案する。
低ランクトレース距離推定の判定版が$mathsfBQP$-completeであることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-17T10:16:14Z) - Efficient Bipartite Entanglement Detection Scheme with a Quantum
Adversarial Solver [89.80359585967642]
パラメータ化量子回路で完了した2プレーヤゼロサムゲームとして,両部絡み検出を再構成する。
このプロトコルを線形光ネットワーク上で実験的に実装し、5量子量子純状態と2量子量子混合状態の両部絡み検出に有効であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-15T09:46:45Z) - Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State
Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。
我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。
我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z)
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。