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Enregistrement W7118257769 · doi:10.2478/qic-2025-0026

New Approaches to Complexity via Quantum Graphs

2025· article· en· W7118257769 sur OpenAlexafffund
Eric Culf, Arthur Mehta

Notice bibliographique

RevueQuantum Information and Computation · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueQuantum Computing Algorithms and Architecture
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésQuantumQuantum algorithmGeneralizationProbabilistic logicQuantum complexity theoryOperator (biology)Quantization (signal processing)Quantum computerQuantum state

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Problems based on the structure of graphs—for example, finding cliques, independent sets, or colorings—are of fundamental importance in classical complexity. Defining well-formulated decision problems for quantum graphs, which are an operator system generalization of graphs, presents several technical challenges. Consequently, the connections between quantum graphs and complexity have been underexplored. In this work, we introduce and study the clique problem for quantum graphs. Our approach utilizes a well-known connection between quantum graphs and quantum channels. The inputs for our problems are presented as quantum channels induced by circuits, which implicitly determine a corresponding quantum graph. We show that when quantifying over all channels, this problem is complete for QMA(2); in fact, it remains QMA(2) -complete when restricted to channels that are probabilistic mixtures of entanglement-breaking and partial trace channels. Quantifying over a subset of entanglementbreaking channels, this problem becomes QMA-complete, and restricting further to deterministic or classical noisy channels gives rise to complete problems for NP and MA, respectively. In this way, we exhibit a classical complexity problem whose natural quantization is QMA(2), rather than QMA, and provide the first problem that allows for a direct comparison of the classes QMA(2), QMA, MA, and NP by quantifying over increasingly larger families of instances. We use methods that are inspired by self-testing to provide a direct proof of QMA(2)-completeness, rather than reducing to a previously studied complete problem. We also give a new proof of the celebrated reduction of QMA( k ) to QMA(2). In parallel, we study a version of the closely related independent set problem for quantum graphs, and provide preliminary evidence that it may be in general weaker in complexity, contrasting to the classical case.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,830
Score d'incertitude au seuil0,752

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,043
Tête enseignante GPT0,254
Écart entre enseignants0,212 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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