发表机构
QuICS, NIST/University of Maryland; UMIACS, University of Maryland; IHPC, A*STAR; IonQ, Inc.(量子信息与计算科学研究所,美国国家标准与技术研究院/马里兰大学; 计算机与信息系统研究所,马里兰大学; 高性能计算研究所,新加坡科技研究局; IonQ公司)
机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。AI 中文总结
本文研究一般概率理论中的交互式证明,发现经典消息下各理论均决定PSPACE,量子验证者下量子理论不增加接受概率,而任意系统消息可严格超越PSPACE。
AI 中文摘要
等式 IP = PSPACE 和 QIP = PSPACE(后者可通过三条消息实现)提出了一个基本问题:交互式证明的能力在多大程度上来源于底层物理理论?我们研究一般概率理论中的交互式证明,这些理论包括经典理论和量子理论。答案取决于证明者和验证者交换什么以及理论如何规定高效操作。当他们仅交换经典消息时,满足我们标准假设的每种理论中的协议都恰好决定 PSPACE。对于具有量子验证者和量子消息的协议,允许证明者使用任何包含量子理论的理论并不会增加最大接受概率。因此,三条消息的 PSPACE 结果对此类证明者仍然有效。当消息可以是任意系统时,交互式证明类可以严格超过 PSPACE。
英文摘要
The equalities IP = PSPACE and QIP = PSPACE, the latter achievable with three messages, raise a basic question: how much of an interactive proof's power comes from the underlying physical theory? We study interactive proofs in general probabilistic theories, which include classical and quantum theory. The answer depends on what the prover and verifier exchange and how the theory specifies efficient operations. When they exchange only classical messages, protocols in every theory satisfying our standard assumptions decide exactly PSPACE. For protocols with a quantum verifier and quantum messages, allowing a prover to use any theory containing quantum theory does not increase the maximum acceptance probability. Thus, the three-message PSPACE result remains valid against such provers. When messages may be arbitrary systems, the interactive-proof class can strictly exceed PSPACE.
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