构成性实现量子控制中的自指预测限制:资源界限与戈德尔安全架构
摘要
可编程量子控制系统日益依赖预测模块用于认证、实时反馈和自主决策。此发展提出了一个根本性问题:自分析量子平台能否普遍预测自身实验结果?Wolpert 形式化了普遍自预测的一般不可实现性。本文将该限制转化为可借助有限资源实现的实验室障碍。我们考虑可编程量子控制的场景,其中预测器可作为嵌入其分析仪器中的子程序。我们的对角构造利用克莱恩递归定理,将任何确定性有界时间预测器转化为编码其自身规格的可逆协议。 resulting protocol invokes the predictor on that specification and deterministically produces a classical pointer record that contradicts the forecast. For efficient predictors, the compilation has polynomial overhead and admits concrete physical realizations as a fault-tolerant quantum circuit and as a minimal Mach-Zehnder interferometer. These realizations connect computability-theoretic self-reference to programmable quantum hardware. 我们还引入并正式定义戈德尔安全架构。这些架构阻断了从协议描述到同一运行中可影响指针的 actuator 的禁止因果路径。我们分析了这些架构对实时量子纠错的影响,包括所产生的表达性权衡。随着量子控制回路在计算表达性方面的提升,自指的限制不再是数学抽象,而是自主量子技术可靠运行的明确工程约束。
引用
@article{arxiv.2608.04779,
title = {Constructive realization of self-referential prediction limits in quantum control: Resource bounds and G\"odel-safe architectures},
author = {Salman Sajad Wani and Álvaro Perales-Eceiza and Saif Al-Kuwari and Mir Faizal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2608.04779},
year = {2026}
}
备注
22 pages, 2 figures, supplementary material