Logic artificial intelligence (AI) is a subfield of AI where variables can take two defined arguments, True or False, and are arranged in clauses that follow the rules of formal logic. Several problems that span from physical systems to mathematical conjectures can be encoded into these clauses and be solved by checking their satisfiability (SAT). Recently, SAT solvers have become a sophisticated and powerful computational tool capable, among other things, of solving long-standing mathematical conjectures. In this work, we propose the use of logic AI for the design of optical quantum experiments. We show how to map into a SAT problem the experimental preparation of an arbitrary quantum state and propose a logic-based algorithm, called Klaus, to find an interpretable representation of the photonic setup that generates it. We compare the performance of Klaus with the state-of-the-art algorithm for this purpose based on continuous optimization. We also combine both logic and numeric strategies to find that the use of logic AI improves significantly the resolution of this problem, paving the path to develop more formal-based approaches in the context of quantum physics experiments.


翻译:逻辑人工智能(AI)是AI的一个子领域,变量可以采用两种定义的参数,即真或假,并按正式逻辑规则排列。从物理系统到数学猜想的一些问题可以纳入这些条款,并通过核对其可讽刺性(SAT)加以解决。最近,SAT解算器已经成为一种复杂而强大的计算工具,除其他外,能够解决长期数学猜想。在这项工作中,我们提议使用逻辑AI来设计光学量子实验。我们展示如何将任意量子状态的实验性准备绘制成SAT问题,并提议一种逻辑的算法,称为Klaus,以找到生成该参数的光学结构的可解释性表示。我们把克劳斯的性能与基于持续优化的这一目的的状态的算法加以比较。我们还将逻辑和数字性战略结合起来,发现逻辑AI的使用大大改进了这一问题的解决方式,为在量子物理实验中制定更正式的方法铺平了道路。

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