顺序处理器的量子优势演示及经典性能极限分析
量子物理
2026-03-02 v2
摘要
本文在理论与实验层面系统分析了具有有限通信部分的顺序处理器. 我们在相同的约束条件下比较了顺序量子处理器与经典处理器的表达能力. 这些处理器由三个或四个模块组成, 每个模块处理局部数据. 量子处理器的模块通过单量子比特或单量子三角形通信, 而经典处理器的模块通过单比特或单三进制通信. 对于经典处理器, 我们以输出与目标函数相关性不等式为度量, 给出其性能界限. 我们理论上表明, 量子处理器可违反这些不等式. 我们在硅光子实验 setup 中对此进行了实验验证. 我们描述了如何通过将问题归约为 Ising 型自旋糖浆哈密顿量的最小化, 来求解任意目标函数下与相关性相关的经典界限. 我们的理论适用于诸如低秩二进制矩阵逼近等一般问题.
引用
@article{arxiv.2509.17584,
title = {Demonstration of sequential processors with quantum advantage and analysis of classical performance limits},
author = {Shota Tateishi and Wenhao Wang and Baptiste Chevalier and Takafumi Ono and Masahiro Takeoka and Wojciech Roga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.17584},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 9 figures