A Relativizing MIP for BQP
UT Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);MIT(麻省理工学院);UC Berkeley(加州大学伯克利分校)
本文探讨BQP⊆IP的相对化问题,通过构造基于经典 oracle 的PCP证明系统,证明BQP^O⊆MIP,为量子计算的交互证明提供了新思路。
2026-10-06 cs.CC quant-ph
A Dichotomy for MIP* in the Presence of Unital Noise
Nanjing University(南京大学);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
本文研究单位噪声下量子双证明者证明系统 MIP* 的复杂度分类,证明当共享态可分离或量子最大相关性小于1时等价于NEXP,当纠缠且相关性为1时等价于RE,并引入保正低度近似与泡利折叠两种新技术。
2026-11-06 quant-ph
Compiling Any $\mathsf{MIP}^{*}$ into a (Succinct) Classical Interactive Argument
本文提出通用编译器,将任意 $\u005cmathsf{MIP}^{*}$ 及半恶意可靠的 $\u005cmathsf{QIP}$ 协议转为通信与验证者均经典的简洁交互式论证,并基于后量子亚指数 $\u005cmathsf{LWE}$ 硬度证明可靠性。
2025-10-20 cs.CR quant-ph
Perfect zero knowledge for quantum multiprover interactive proofs
在这项工作中,我们考虑多证明器交互式证明,量子纠缠和零知识证明之间的相互作用-复杂性理论,量子信息和密码学的核心支柱的概念。特别是,我们研究的复杂性类MIP $^*$,一套语言决定的多证明者交互式证明与量子纠缠证明,和类PZKMIP $^*$,这是一套语言决定的MIP $^*$协议,还具有完美的零知识属性之间的关系。我们的主要结果是,这两个类是平等的,即,MIP $^* =$ PZKMIP $^*$。这个结果提供了Ben-Or、Goldwasser、Kilian和Wigderson(STOC 1988)的著名结果的量子模拟,他们证明了MIP $=$ PZKMIP(换句话说,所有经典的多验证器交互协议都可以被变成零知识)。我们证明了我们的结果表明,每一个MIP $^*$协议可以有效地转化为一个等价的零知识MIP $^*$协议的方式,保持完整性,健全的差距。结合我们的变换与Slofstra(数学论坛,Pi 2019)和Fitzsimons,Ji,Vidick和Yuen(STOC 2019)的先前结果,我们得到了所有共递归可判定语言(包括不可判定问题以及所有可判定问题)都具有零知识MIP $^*$协议,承诺间隙消失。
2019-05-27 cs.CC quant-ph
Whether a quantum computation employs nonlocal resources is operationally undecidable
本研究证明量子计算是否采用非局域资源在操作上不可判定,指出MIP*协议中验证者无法区分MIP*机器与单片量子计算机,相关资源使用理论分析不可靠,对量子计算框架评估有实际意义。
2025-01-24 cs.CC quant-ph
Learnability transitions in monitored quantum dynamics via eavesdropper's classical shadows
本文从掌握测量记录的窃听者视角,利用经典阴影协议证明 MIPT 对应信息功率与初始态可学习性的相变,并刻画其在 Pauli 期望值、保真度和电荷估计中的样本复杂度表现。
2024-04-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
The Computational Advantage of MIP* Vanishes in the Presence of Noise
本文研究噪声对量子多证明者交互证明系统的影响,证明任意小常数量噪声即可使 MIP*[poly,O(1)] 坍缩为 NEXP,并给出矩阵正定性测试器与光滑矩阵函数不变性原理。
2025-02-16 cs.CC quant-ph
Postselection-free experimental observation of the measurement-induced phase transition in circuits with universal gates
本文提出树形量子电路和线性复杂度经典解码协议,在无后选择条件下观测测量诱导相变,并在 Quantinuum H1-1 离子阱量子计算机上实验验证了理论预言。
2025-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Comparative Studies of Quantum Annealing, Digital Annealing, and Classical Solvers for Reaction Network Pathway Analysis and mRNA Codon Selection
本研究评估了QUBO求解器在反应网络路径分析和mRNA密码子选择两个组合优化问题中的效用,结果表明经典MIP/CP求解器(尤其是Gurobi和CP-SAT)在求解时间和最优性上优于量子退火和数字退火方法。
2025-11-04 quant-ph
Universal Quantum Speedup for Branch-and-Bound, Branch-and-Cut, and Tree-Search Algorithms
Mixed Optimization Programs(MIPs)模拟了计算机科学、运筹学和金融工程中许多令人感兴趣的优化问题。求解MIP一般是NP难的,但有几个求解者已经成功地为中等规模的问题获得了接近最优的解决方案。分支切割算法,结合了分支定界逻辑与切割平面例程,是现代MIP求解器的核心。Montanaro提出了一种量子算法,与经典的分支定界算法相比,在最坏的情况下,当需要每个最优解时,它具有接近二次的加速比。然而,在实践中,接近最优的解决方案是令人满意的,并且通过利用树搜索算法来搜索解决方案树的一部分,经典算法可以比最坏情况保证执行得更好。在本文中,我们提出了一个量子算法,增量量子分支定界,与经典的分支定界算法的每一个输入,即,如果经典分支定界在导致解深度$d$的实例上具有复杂度$Q$,则增量量子分支定界以复杂度$\tilde{O}(\sqrt{Q}d)$提供相同的保证。我们的结果是有效的各种各样的搜索算法,包括基于深度,基于成本,和$A^{\ast}$算法。通用的加速比也得到了分支和切割以及启发式树搜索。我们的算法是直接可比的商业MIP求解器,并保证近二次加速时,$Q \gg d$。我们使用数值模拟来验证$Q \gg d$的典型实例的谢灵顿-柯克帕特里克模型,最大独立集,投资组合优化,以及推断的依赖$Q$的输入大小参数。这使我们能够对这些重要问题的量子算法的典型性能进行预测…
2022-10-06 math.OC q-fin.CP quant-ph
Long-horizon autoformalization of a core theorem underlying MIP* = RE
Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Tsinghua University(清华大学)
FormalFlow系统通过人类监督下的AI证明代理协作,在63天内完成了MIP* = RE核心定理的Lean 4机器检查证明,生成了126,367行代码,为量子复杂性提供了验证基础。
2026-10-22 cs.AI cs.LO quant-ph
Quantum Robustness Verification: A Hybrid Quantum-Classical Neural Network Certification Algorithm
近年来,量子计算机及其算法取得了重大进展,表明了量子计算(QC)的重要性。特别是组合优化作为近期量子计算机的应用领域获得了很多关注,通过量子近似优化算法使用基于门的QC和通过使用伊辛模型的量子退火。然而,在现实世界的应用中,证明比经典方法的优势仍然是一个活跃的研究领域。在这项工作中,我们研究了ReLU网络的鲁棒性验证,其中涉及解决多变量混合整数规划(MIP),作为实际应用。传统上,完整的验证技术与大型网络的组合空间呈指数增长,这意味着现实的网络是很难被验证的经典方法。为了缓解这个问题,我们建议使用QC进行神经网络验证,并引入一个混合量子过程来计算可证明的证书。通过Benders分解,我们将MIP分解为一个二次无约束二元优化和一个线性规划,分别用量子计算机和经典计算机求解。我们进一步改进现有的混合方法的基础上的Benders分解,减少总的迭代次数,并把所需的量子位的最大数量的限制。我们表明,在一个模拟的环境中,我们的证书是健全的,并提供了近似问题所需的量子位的最小数量的界限。最后,我们在模拟和量子硬件上评估我们的方法。
2022-08-12 quant-ph
Quantum Preconditioning For Constrained Optimization Problems
Rigetti Computing(瑞吉蒂计算);Davidson School of Chemical Engineering, Purdue University(普渡大学戴维森化学工程学院)
该研究针对平衡图二分等约束组合优化问题,提出基于QAOA两点相关性的量子预处理方法,可加快混合整数规划求解器获得近优解的速度,为量子-经典混合优化框架提供支撑。
2026-09-01 quant-ph
Spatial Isolation Implies Zero Knowledge Even in a Quantum World
零知识在密码学和复杂性中起着核心作用。Ben-Or et al.(STOC 1988)的开创性工作表明,在NEXP中,任何语言都可以无条件地实现零知识,只要人们愿意做出适当的物理假设:如果证明者在空间上是孤立的,那么他们可以被假设为独立的策略。然而,量子力学告诉我们,这种假设是不现实的,因为空间隔离的证明者可以共享一个量子纠缠态,并实现非局域关联策略。MIP* 模型捕获了此设置。在这项工作中,我们研究了以下问题:空间隔离是否仍然足以无条件地实现零知识,即使在存在量子纠缠?我们肯定地回答这个问题:我们证明了NEXP中的每一种语言都有一个2-prover零知识交互式证明,它对纠缠的prover是可靠的;即NEXP \subseteq ZK-MIP*。我们的证明包括构建一个零知识交互PCP与强大的代数结构,然后提升到MIP* 模型。这种提升依赖于一个新的框架,该框架建立在针对纠缠策略的低度测试的最新进展基础上,并明确区分了经典和量子工具。我们的主要技术贡献包括开发新的代数技术获得无条件零知识,这包括零知识的著名的sumcheck协议,在许多概率证明系统的关键构建块的变体。我们的sumcheck协议的核心组成部分是一个新的代数承诺计划,其分析依赖于代数复杂性理论。
2018-03-05 cs.CC quant-ph
The Low-Individual-Degree Test Without the Diagonal-Lines Test Is Not Quantum-Sound
Stony Brook University(石溪大学)
本文证明经典低个体度测试在缺少对角线测试且无其他兼容机制时无法保持量子可靠性,并给出了在 (m,d)=(2,2) 且 q 为任意奇素数时需该测试的实例。
2026-10-21 cs.CC quant-ph
Quantum soundness of testing tensor codes
局部可测试码是一种纠错码,它允许非常有效的成员资格概率测试。张量码提供了局部可测试码的简单组合构造族,其推广了Reed-Muller码族。张量码的自然测试,轴平行线与点测试,在概率可检验证明的构造中起着至关重要的作用。我们分析了轴平行线与点的测试作为一个两个证明者的游戏,并表明该测试是健全的量子证明者共享纠缠。我们的结果暗示了低个体度检验的量子可靠性,这是MIP* = RE定理的重要组成部分。我们的证明也推广到无限维量子证明算子模型。
2022-12-06 cs.CC math.OA quant-ph
Quantum Proofs
量子信息和计算为计算复杂性理论中的证明概念提供了一个迷人的转折。例如,可以考虑复杂度类\class{NP}的量子计算模拟,称为QMA,其中量子态扮演证明(也称为证书或见证)的角色,并通过多项式时间量子计算进行检查。对于某些问题,量子证明态可以是许多经典态的指数叠加,这一事实似乎比经典证明弦提供了计算优势。在交互式证明系统设置中,可以考虑验证器和一个或多个证明器,其在针对给定输入串的交互期间交换和处理量子信息而不是经典信息,从而产生量子复杂度类,诸如表示IP、SZK和MIP的自然量子类似物的QIP、QSZK和QMIP*。虽然量子交互式证明系统继承了经典证明系统的一些特性,但它们也具有独特的量子特征,这些特征导致了基于该模型变体的复杂性类的有趣景观。在这项调查中,我们提供了一个概述的许多已知的结果,量子证明,基于这个概念的计算模型,以及他们定义的复杂性类的属性。特别是,我们讨论了非交互式证明和复杂性类QMA,单证明者量子交互式证明系统和复杂性类QIP,统计零知识量子交互式证明系统和复杂性类\class{QSZK},和多证明者交互式证明系统和复杂性类QMIP,QMIP*,和MIP*。
2016-10-05 quant-ph
A classical leash for a quantum system: Command of quantum systems via rigidity of CHSH games
一个经典系统能指挥一个一般的对抗性量子系统实现任意的量子动力学吗?如果是这样的话,那么我们就可以实现设备无关的量子密码学的梦想:使用不可信的量子设备来建立一个共享的随机密钥,其安全性基于量子力学的正确性。它还允许测试声称的量子计算机是否是真正的量子计算机。在这里,我们报告了一种技术,通过该技术,经典系统可以证明一个二分量子系统的联合,纠缠态,以及命令在每个子系统上应用特定的运营商。这是通过展示与Tsirelson对Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)游戏的最优性结果的强烈逆来实现的:赢得许多游戏的唯一方法是如果二分态接近EPR态的张量积,并且测量是连续量子比特上的最优CHSH测量。这直接导致了设备无关的量子密钥分发方案。对状态和算子的控制也可以被用来创建更精细的协议,以实现一般的量子线路,并建立QMIP = MIP*。
2012-09-03 quant-ph
A sharp interaction-degree threshold for simulating QAOA
University of Latvia(拉脱维亚大学)
本文研究了QAOA的经典模拟中交互度阈值问题,发现当交互度为3时,深度1的QAOA在小乘性误差下会崩溃多项式层级到第三层;而当交互度为2时,深度p的QAOA在n个量子比特上可以在时间n^{O(1)}内精确模拟,只要p=O(log n)。
2026-06-18 cs.CC quant-ph
Leveraging Quantum Computing for Accelerated Classical Algorithms in Power Systems Optimization
本研究提出融合量子与经典计算的QC4UC混合算法,通过新型Benders割生成与k-局部邻域搜索,高效求解电力系统机组组合问题,降低量子比特需求并在含噪量子退火硬件上得到近优解。
2025-03-24 math.OC quant-ph
The status of the quantum PCP conjecture (games version)
本文探讨了量子 PCP 猜想的博弈版本现状,提出了一个面向 AM 完备问题的量子博弈 PCP 新协议,并指出已有能量放大方法的错误,强调了哈密顿量间隙放大理解的挑战。
2024-03-19 cs.CC quant-ph
Experimental Control of the Degree of Non-Classicality via Quantum Coherence
物理系统中非经典性的起源及其与纠缠和相干等明显量子特征的联系是量子物理学的中心问题。本文从理论和实验两个方面分析了这个问题,将非经典性与量子相干性定量地联系起来。在理论方面,我们表明,当一个可观察的相干性是线性相关的违反柯尔莫哥洛夫条件,量化的偏离任何经典(非侵入性)的解释的多时间统计的程度。在实验上,我们探测这种连接的相干性和非经典性的时间复用光量子行走。我们展示了精致的量子相干性的步行者通过不同程度的相干叠加的硬币的影响,我们显示了伴随的变化程度的非经典的步行者统计,这可以直接访问凭借前所未有的控制测量引起的影响,通过快速可编程电光调制器。
2020-07-24 quant-ph
From Classical Mechanics with Doubled Degrees of Freedom to Quantum Field Theory for Nonconservative System
格林函数的$2 \times 2$ -矩阵结构是热环境下量子场论的实时形式的一个共同特征,如闭合时间路径形式和热场动力学(TFD)。它被认为起源于量子性质。最近,Galley提出了非保守经典系统的初始数据的Hamilton原理,每个自由度加倍[Phys. Rev. Lett. 110,174301(2013)]。我们证明Galley的Hamilton形式可以推广到量子场,并且由此得到的理论与非平衡TFD是自然一致的。
2013-08-02 quant-ph
Relations between different notions of degrees of freedom of a quantum system and its classical model
至少有三种不同的自由度(DF)概念在量子和经典动力学系统的比较中很重要。一个与动力学方程的类型和不等价的初始条件有关,另一个与系统的结构有关,第三个与动力学轨道的性质有关。在本文中,定义和比较在经典和量子系统的树型DF制定和讨论。特别是,我们集中在量子系统和它的经典模型中的所谓的动力学DF的数量的比较。比较包括分析经典模型的可积性、量子和相应经典系统的动力学对称性和可分性以及适当定义的量子性的动力学生成之间的关系。分析使用说明性的典型系统进行。一个猜想概括了量子动力学产生的量子性和经典模型的动力学性质之间的关系。
2014-11-17 quant-ph
Measures of Quantum State Purity and Classical Degree of Polarization
在二维经典偏振光学和两能级量子系统之间存在着众所周知的数学相似性,其中庞加莱球和布洛赫球是相同的数学结构。这种类比意味着经典偏振度和量子纯度实际上是相同的量。我们广泛使用这种类比来分析文献中提出的更高维度的极化的各种措施,特别是$N = 3$的情况下,说明出现的有趣的关系,以及每个措施的优点。我们还提出了一个不同的类的措施纠缠的基础上的纯度的子系统。
2015-09-29 physics.optics quant-ph
Practical lower bounds for hybrid quantum interior point methods in linear programming
Strangeworks
本文评估了标准混合量子内点方法在现实问题实例上的实用性,发现量子运行时间下界已超过经典求解器,表明这些方法在实际线性规划问题中无优势。
2026-04-27 quant-ph
Study of Quantum Decoherence in a Finite System -- Three Schroedinger Cats and Crossing of Classical Orbits
原子核在某种意义上是相当经典的系统。在过去,它们的现象被粗略地解释在经典的规则,如液滴模型。这一事实可以理解为,当我们看到一个像原子核这样的有限量子多体系统时,虽然它是一组量子力学粒子,但它的任何集体自由度都具有任何经典性。获得一个经典不依赖于对象的空间尺度。它是由一种叫做量子退相干的现象造成的。本文研究了有限核系统中的量子退相干。本文在调和三体问题(3只薛定谔猫)中,证明了作为子系统的一个自由度由于另外两个自由度而获得经典性。因此,我们可以假设,当一个核集体自由度与任何其他内部自由度耦合时,它将获得经典性。在本文中,我们还注意到在3薛定谔猫模型中,量子退相干与经典轨道交叉之间存在着某种联系。
2009-07-21 nucl-th quant-ph
Classical entanglement underpins the propagation invariance of space-time wave packets
时空波包是一种传输不变的脉冲光束,它在自由空间中传播时,由于时空谱中的紧密相关性,没有衍射或色散。这种相关性构成了连续自由度之间经典纠缠的一个体现。利用基于Schmidt数的经典纠缠度量,从理论和实验上证明了经典纠缠度决定了ST波包的无衍射传播距离.经典纠缠度的降低表现在测量的时空谱相关性的不确定性增加。
2018-12-26 physics.optics quant-ph
Semi-classical approximations based on Bohmian mechanics
半经典理论是对量子理论的近似,它以经典的方式处理某些自由度,而以量子力学的方式处理其他自由度。在通常的方法中,量子自由度由波函数描述,该波函数根据具有依赖于经典自由度的哈密顿量的薛定谔方程演化。经典自由度满足依赖于量子算符期望值的经典方程。在本文中,我们研究了一种替代方法的基础上玻姆力学。在玻姆力学中,量子系统不仅可以用波函数来描述,还可以用粒子位置或场等附加变量来描述。通过让经典运动方程依赖于这些变量,而不是量子期望值,得到了一个半经典近似,比通常的方法更接近精确的量子结果。我们在不同的背景下讨论Bohmian半经典近似,例如非相对论性量子力学,量子电动力学和量子引力。主要的动机来自于量子引力。对引力的量子理论的探索仍在继续,因此,将引力视为经典的半经典方法可能是一种近似,它已经捕捉到了一些量子引力的方面。Bohmian的半经典理论将从完整的Bohmian理论衍生出来。在存在规范对称性的情况下,比如在量子电动力学或量子引力中,需要特别注意。为了导出一个相容的半经典理论,有必要将规范无关的依赖自由度与规范自由度隔离开来,并考虑其中一些前者被认为是经典的近似。
2020-06-02 gr-qc hep-th quant-ph
Degree Distribution in Quantum Walks on Complex Networks
在这项理论研究中,我们分析了复杂网络上的量子行走,它对从量子计算到生物学甚至社会学等基于网络的过程进行建模。具体来说,我们分析相关的平均长时间概率分布的位置的一个单一的量子步行者,相应的经典步行者。经典步行者的分布与度的分布成比例,度的分布衡量网络节点的连通性,并成为许多分析经典网络的方法的基础,包括网站排名。当行走的能量为零时,量子分布变得与经典分布完全相等,而在更高的能量下,这种差异,即所谓的量子性,受到初始状态能量的限制。我们给出了一个例子,其中的量子等于Renyi熵的归一化加权度,引导我们的制度,经典度依赖的结果是恢复和其他量子效应占主导地位。
2013-09-23 cond-mat.dis-nn quant-ph
Decoherence and localization in tunneling process under influence of one external degree of freedom
我们数值研究了双势阱系统中另一个粒子影响下的隧穿效应。这种仅来自一个自由度的影响使得退相干和量子经典跃迁,即,抑制隧道效应。退相干甚至发生在影响来自质量非常小的粒子的情况下,并且它在相应的经典动力学中几乎没有影响。有类似于动力学局域化的情况下,抑制隧穿率是几倍小于经典的对应。这一结果对于定量地理解退相干和量子到经典跃迁的动力学过程是有意义的。
2006-01-04 cond-mat.other nlin.CD quant-ph
Recovering classical dynamics from coupled quantum systems through continuous measurement
我们研究了连续测量在耦合内部(自旋)和外部(运动)自由度系统的量子到经典跃迁中的作用。即使测量的运动自由度可以经典地处理,自旋和运动之间的纠缠也会对量子自旋子系统产生强烈的测量反作用,使得经典轨迹在这种混合的量子-经典区域中无法恢复。测量可以提取局部量子轨道,只有当内部作用也变得相对于h-bar很大时才表现出经典行为。
2003-06-10 quant-ph
Semiclassical properties and chaos degree for the quantum baker's map
我们研究了面包师映射的混沌行为和量子经典对应。量子和经典的期望值之间的对应关系进行了研究,它是数值计算表明,它是在对数时标丢失。计算了该模型的量子混沌度,证明了它描述了该模型的混沌特性。考虑了经典混沌度和量子混沌度之间的对应关系。
2001-10-24 hep-th math-ph math.MP
Intrinsic degree of coherence of classical and quantum states
在光的二维(2D)偏振态的上下文中,偏振度P2等于在所有可能的基上的相干度的最大值。因此,P2可以称为2D状态的固有相干度。除了(i)最大程度的一致性解释之外,P2还具有以下解释:(ii)它是状态和最大非相干单位状态之间的Frobenius距离,(iii)它是表示状态的布洛赫向量的范数,(iv)它是到具有等于状态的本征值的量值的点质量的配置中的质心的距离,(v)它是偏振干涉实验中的可见度;(vi)它是态的纯部分的权重。在这六个解释的P2,布洛赫矢量范数,Frobenius距离,和质心的解释先前已被推广到推导出一个类似的N维(ND)状态的独立于基底的措施PN。在这篇文章中,通过将可见性、相干度和纯部分权重的概念扩展到ND空间,我们证明了P2的这三种剩余解释也推广到相同的量PN,将PN确定为ND态的内在相干度。然后我们将PN扩展到N -> Infinity极限,以量化无限维态在轨道角动量(OAM),光子数和位置动量自由度中的内在相干度P_Infinity。
2019-09-18 quant-ph
Classicality Criteria
我们提出了两个可能的标准量化的程度的经典的任意(有限维)动力系统。这些标准的输入是系统的经典动力学结构,以及提供其初始时间配置的两种替代描述的量子和经典数据。证明了在一定程度上满足该判据的一般量子系统的时间演化与经典预言在一定程度上一致,从而论证了该判据提供了一个合适的经典性度量.通过两个简单的例子说明了形式主义的特点。
2002-09-14 quant-ph
Transmission through a potential barrier in quantum mechanics of multiple degrees of freedom: complex way to the top
提出了一种计算多自由度系统隧穿指数的半经典方法。我们发现,相应的经典解作为能量的函数,形成了由分歧点连接的多个分支。提出了一种正则化技术,它使人们能够选择物理上相关的分支的解决方案,在经典的禁止区域,也在允许的区域。在相对高的能量下,物理分支描述了通过在接近势垒顶部的位置创建经典态的隧穿。该方法是检查对薛定谔方程的精确解的量子力学系统的两个自由度。
2003-01-07 hep-ph hep-th quant-ph
Perturbations around the zeros of classical orthogonal polynomials
从经典正交多项式的不定常Schroedinger方程的N次解出发,导出了描述多项式N个零点附近扰动的线性矩阵方程.该矩阵具有显著的丢番图性质。它的特征值与零点无关。对应的特征向量提供了较低次数(0,1,.,N-1)多项式的次数。这些结果对所有经典的正交多项式都是普遍有效的,包括超几何正交多项式的Askey格式及其q-模拟.
2014-11-12 hep-th math-ph math.CA
Succinct arguments for QMA from standard assumptions via compiled nonlocal games
本文基于坍缩哈希函数和温和量子同态加密等标准假设,利用编译非局域博弈的通用变换构造了QMA的简洁经典论证系统,并分析了该变换应用于最大纠缠态Pauli测量自检验时的可靠性。
2024-04-30 cs.CR quant-ph
Objective trajectories in hybrid classical-quantum dynamics
耦合经典和量子自由度的一致动力学是存在的,只要它是随机的。这种动力学在混合状态下是线性的,完全正的和保迹的。这一点的一个应用是研究量子场对时空的反作用,而时空不受半经典方程的病态的影响。在这里,我们介绍了几个玩具模型,在其中研究混合经典量子演化,包括量子比特耦合到一个粒子的潜力,和量子谐振子耦合到经典的。我们提出了一个解开的方法来计算的动力学,并提供了代码来数值模拟它。与纯量子的情况不同,这种解开的轨迹(或历史)可以是唯一的,条件是离散实现的动力学的经典自由度,当不同的跳跃在经典自由度伴随着独特的操作的量子系统。因此,不需要量子理论的“测量假设”;量子系统成为经典的,因为它们与一个基本上经典的场相互作用。
2023-01-02 hep-th quant-ph
Quantum speedup of the Travelling Salesman Problem for bounded-degree graphs
旅行商问题是图论中最著名的问题之一。然而,目前对量子计算机可以在多大程度上加速该问题的算法知之甚少。在本文中,我们证明了一个二次量子加速时,每个顶点的度是最多3通过应用量子回溯算法的经典算法由肖和Nagamochi。然后,我们使用类似的技术来加速一个经典的算法时,每个顶点的程度是最多4,然后通过减少这些实例加速更高程度的图形。
2016-12-19 cs.DS quant-ph
Hybrid classical-quantum formulations ask for hybrid notions
我们重新评估了一些文献中提出的经典-量子混合模型,目的是恢复它们的一些共同特征。特别是,首先,我们详细分析了Peres-Terno关于Sudarshan型混合量化的不一致性的论点。我们表明,要接受这种混合形式主义需要处理额外的自由度以外的直接完全量化的系统。其次,我们恢复了类似的扩大自由度在所谓的统计混合模型。最后,我们使用维格纳的量化一个简单的模型来说明如何在混合系统的子系统从来没有纯粹的经典或量子。一定程度的量子性(经典性)在理论的不同部分之间交换,这在这个特定的非物理玩具模型中使它们无法区分。
2013-01-28 gr-qc quant-ph
Cooling classical many-spin systems using feedback control
我们提出了一种利用反馈控制极化和冷却有限多体经典系统的方法。该技术要求系统具有一个由内部动力学守恒的集体自由度。其他自由度的涨落则转化为守恒自由度的增长。该建议是使用经典自旋系统的数值模拟在核磁共振实验的代表设置验证。特别是,我们能够实现90%的极化1000个经典自旋的晶格从非极化无限温度状态开始。
2022-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech