論文の概要: Experimentally Testable Quantum Advantage in Shallow Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.38775v1
- Date: Wed, 30 Sep 2026 02:01:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 18:57:26.991156
- Title: Experimentally Testable Quantum Advantage in Shallow Circuits
- Title（参考訳）: 浅回路における実験的に検証可能な量子アドバンテージ
- Abstract要約: 浅回路量子優位性の実験実験では、有限回路サイズでの古典的境界を明示する必要がある。
我々は、Aasnaess's graph-distributed construction の有限サイズ古典音性境界を、プレイヤーの数に線形に依存するように洗練する。
これにより、有限次元完全量子戦略を持つ任意の有限非局所ゲームに対して、単一のプロセッサ上で2ラウンドの試験を行うことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.14323566945483496
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Experimental tests of shallow-circuit quantum advantage require explicit classical bounds at finite circuit sizes. We refine the finite-size classical soundness bound of Aasnaess's graph-distributed construction to depend linearly on the number of players. Combined with standard disjoint-player repetition, this gives a two-round test on a single processor for any finite nonlocal game with a finite-dimensional perfect quantum strategy and classical winning probability $γ<1$, with arbitrarily small classical success. The method is based on playing $m$ copies with disjoint players and teleporting each player's register to a uniformly random one of $N$ sites before the questions are revealed. Each answer bit of a depth-$D$, fan-in-$K$ classical response with fixed wiring depends on at most $K^D$ question wires, making cross-player dependencies unlikely when $N$ is large. The quantum implementation has constant depth per round and wins with certainty. A classical device wins with probability at most $γ^m+O(mK^D/N)$, which vanishes as $O(\log N/N)$ for $m=\lceil\log_{1/γ}N\rceil$ at fixed $D$ and $K$. We present an explicit proposal for an experimentally testable quantum advantage with 99 qubits.
- Abstract（参考訳）: 浅回路量子優位性の実験実験では、有限回路サイズでの古典的境界を明示する必要がある。
我々は、Aasnaess's graph-distributed construction の有限サイズ古典音性境界を、プレイヤーの数に線形に依存するように洗練する。
標準的な不随伴プレイヤ繰り返しと組み合わせることで、有限次元完全量子戦略と古典的勝利確率$γ<1$を持つ任意の有限非局所ゲームに対して、任意に小さな古典的成功を伴う1つのプロセッサに対して2ラウンドの試験を与える。
この方法は、解離したプレイヤーと$m$コピーを再生し、各プレイヤーのレジスタを質問が発覚する前にランダムに$N$サイトの1つにテレポートすることに基づいている。
固定配線を持つ古典的な応答は、深さ$D$、ファンイン-$K$のそれぞれの答えビットは、少なくとも$K^D$の質問ワイヤに依存するため、N$が大きければ、プレイヤ間の依存関係はありそうにない。
量子実装はラウンド当たりの深さが一定であり、確実に勝利する。
古典的なデバイスは、最大$γ^m+O(mK^D/N)$で勝ち、$O(\log N/N)$ for $m=\lceil\log_{1/γ}N\rceil$ at fixed $D$と$K$で消える。
99量子ビットを用いた実験的に検証可能な量子優位性を示す。
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