我们提出了一种形式化方法,将向怀疑论者证明量子优越性的过程描述为由裁判监督的两个代理之间的互动游戏。该模型涵盖了目前存在的大多数量子优势验证技术。在这种形式化方法中,Bob 从量子设备上的分布中采样,该分布应该展示量子优势。然后,另一个玩家,即持怀疑态度的 Alice,被允许提出模拟分布,这些模拟分布应该可以重现 Bob 设备的统计数据。然后,Bob 需要提供见证函数来证明 Alice 提出的模拟分布无法正确近似他的设备。在这个框架内,我们建立了三个结果。首先,对于随机量子电路,Bob 能够有效地区分他的分布和 Alice 的分布意味着可以有效地近似模拟该分布。其次,找到一个多项式时间函数来区分随机电路的输出和均匀分布也可以在多项式时间内欺骗重度输出生成问题。这表明,在随机量子电路的设置中,即使是最基本的验证任务也可能无法避免指数资源。最后,通过采用强数据处理不等式,我们的框架使我们能够分析噪声对经典可模拟性和更一般的近期量子优势提案的验证的影响。
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