คำถามติดแท็ก quantum-computing

การคำนวณควอนตัมและประเด็นการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับกลศาสตร์ควอนตัม

6
มีหลักฐานอย่างเป็นทางการหรือไม่ว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์จะเร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปหรือไม่?
แทนที่จะเป็นหลักฐานเชิงประจักษ์จากหลักการทางการอะไรที่เราพิสูจน์ได้ว่าการคำนวณควอนตัมจะเร็วกว่าการคำนวณแบบดั้งเดิม / คลาสสิก

5
ซอฟต์แวร์สำเร็จรูปสำหรับย่อยสลายวงจรควอนตัม
มีแพคเกจซอฟต์แวร์ใดบ้างที่อนุญาตให้มีการสลายตัวของยูนิตจากไปยังวงจรควอนตัมผ่านชุดประตูสากลที่กำหนดไว้ล่วงหน้า?ยู( 2)n)ยู(2n)U(2^n)

2
การเรียนรู้ควอนตัม PAC
พื้นหลัง ฟังก์ชันในเป็น PAC ที่เรียนรู้ได้ในเวลา quasipolynomial ด้วยอัลกอริทึมแบบดั้งเดิมที่ต้องใช้แบบสอบถามที่เลือกแบบสุ่มเพื่อเรียนรู้วงจรความลึก d [1] หากไม่มีอัลกอริทึมการแฟ็กเตอริงนี่ก็เป็นสิ่งที่ดีที่สุด [2] แน่นอนในคอมพิวเตอร์ควอนตัมเรารู้วิธีคำนึงถึงปัจจัยดังนั้นขอบเขตล่างนี้จึงไม่ช่วย ยิ่งไปกว่านั้นอัลกอริธึมคลาสสิคที่เหมาะสมที่สุดใช้สเปกตรัมของฟูริเยร์ของฟังก์ชั่นจึงกรีดร้องC0Aค0AC^0O ( 2)l o g( n )O ( d))O(2ล.โอก.(n)O(d))O(2^{log(n)^{O(d)}})2no ( 1 )2nโอ(1)2^{n^{o(1)}} [1] N. Linial, Y. Mansour และ N. Nisan [1993] "วงจรเชิงลึกคงที่, การแปลงฟูริเยร์, และการเรียนรู้", วารสาร ACM 40 (3): 607-620 [2] M. Kharitonov [1993] "ความแข็งการเข้ารหัสของการเรียนรู้เฉพาะการกระจาย", การดำเนินการของ ACM STOC'93, pp. 372-381 …

5
คลาสความซับซ้อนสำหรับรูทีนย่อยควอนตัมที่รับในรัฐควอนตัมโดยพลการเป็นปัจจัยการผลิตคืออะไร?
BQP ระดับความซับซ้อนสอดคล้องกับรูทีนย่อยควอนตัมเวลาพหุนามที่รับในอินพุตแบบคลาสสิกและแยกเอาท์พุทคลาสสิกแบบน่าจะเป็น คำแนะนำควอนตัมปรับเปลี่ยนที่จะรวมสำเนาของคำแนะนำควอนตัมที่กำหนดไว้ล่วงหน้าบางส่วน แต่ด้วยปัจจัยการผลิตแบบดั้งเดิมตามปกติ คลาสความซับซ้อนของรูทีนย่อยควอนตัมเวลาพหุนามคืออะไรในสถานะควอนตัมตามอำเภอใจเป็นอินพุตโดยมีหนึ่งสำเนาเท่านั้นเนื่องจากไม่มีการโคลนนิ่งและแยกควอนตัมสถานะออกเป็น

2
อะนาล็อกควอนตัมของคลาสความซับซ้อนของพื้นที่
เรามักจะพิจารณาเรียนซับซ้อนที่เราจะกระโดดเข้ามาจำนวนของพื้นที่ที่เครื่องทัวริงของเราสามารถใช้ตัวอย่างเช่น: หรือNSPACE ( F ( n ) ) ดูเหมือนว่าในช่วงต้นของทฤษฎีความซับซ้อนมีความสำเร็จมากกับการเรียนเหล่านี้เช่นทฤษฎีบทพื้นที่ลำดับชั้นและการสร้างในชั้นเรียนที่สำคัญเช่นLและPSPACE มีคำจำกัดความที่คล้ายคลึงกันสำหรับการคำนวณควอนตัมหรือไม่? หรือมีเหตุผลบางอย่างที่ชัดเจนว่าทำไมควอนตัมแบบอะนาล็อกไม่น่าสนใจ?DSPACE(f(n))DSPACE(f(n))\textbf{DSPACE}(f(n))NSPACE(f(n))NSPACE(f(n))\textbf{NSPACE}(f(n))LL\textbf{L}PSPACEPSPACE\textbf{PSPACE} ดูเหมือนว่าเป็นสิ่งสำคัญที่จะมีคลาสเช่น --- รุ่นควอนตัมของL : ต้องการจำนวนลอการิทึมของ qubits (หรืออาจเป็นควอนตัม TM ใช้พื้นที่ลอการิทึม)QLQL\textbf{QL}LL\textbf{L}

6
แนวคิดการคำนวณควอนตัม
ฉันเป็นนักศึกษาวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ระดับปริญญาตรีและฉันกำลังวางแผนสำหรับโครงการที่สำเร็จการศึกษาของฉัน ฉันต้องการความคิดในด้านการคำนวณควอนตัม ความช่วยเหลือใด ๆ

1
มีอัลกอริทึม NC ควอนตัมสำหรับการคำนวณ GCD หรือไม่
จากความเห็นเกี่ยวกับหนึ่งในคำถามของฉันเกี่ยวกับ MathOverflow ฉันรู้สึกว่าคำถามเกี่ยวกับ GCD อยู่ใน vs.เป็นคำถามที่เกี่ยวข้องกับการแยกตัวประกอบจำนวนเต็มใน vs.{}N Cยังไม่มีข้อความค\mathsf{NC}PP\mathsf{P}PP\mathsf{P}N Pยังไม่มีข้อความP\mathsf{NP} มีบางอย่างเช่นอัลกอริทึม"quantum " สำหรับ GCD เนื่องจากมีเวลาพหุนามควอนตัม ( ) อัลกอริธึมสำหรับ Integer Factorization หรือไม่N Cยังไม่มีข้อความค\mathsf{NC}B Q PBQP\mathsf{BQP} คำถามที่เกี่ยวข้อง: ความซับซ้อนของตัวหารทั่วไปที่ยิ่งใหญ่ที่สุด (gcd)

2
วิธีที่ดีที่สุดของการแก้ไขข้อผิดพลาดในการแจกแจงคีย์ควอนตัม
เท่าที่ฉันสามารถบอกได้การใช้งานQKDเกือบทั้งหมดใช้อัลกอริทึม CASCADE ของ Brassard และ Salvailสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด นี่เป็นวิธีที่ดีที่สุดที่รู้จักกันดีในการแก้ไขข้อผิดพลาดในลำดับที่แชร์ของ qubits แบบสุ่มหรือมีข้อเสนอที่ดีกว่าที่การใช้งาน QKD ควรใช้แทนหรือไม่

1
สิ่งที่เป็นที่รู้จักกันเกี่ยวกับการพิสูจน์การโต้ตอบหลายข้อความที่มีข้อความสั้น ๆ ?
Beigi, Shor และ Watrous มีบทความที่ดีมากเกี่ยวกับพลังของการพิสูจน์เชิงควอนตัมแบบควอนตัมพร้อมข้อความสั้น ๆ พวกเขาพิจารณาตัวแปรสามตัวของ 'ข้อความสั้น' และตัวแปรเฉพาะที่ฉันสนใจคือตัวแปรที่สองของพวกเขาที่สามารถส่งข้อความจำนวนเท่าใดก็ได้ แต่ความยาวข้อความทั้งหมดต้องเป็นลอการิทึม โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาแสดงให้เห็นว่าระบบการพิสูจน์แบบโต้ตอบดังกล่าวมีพลังการแสดงออกของ BQP สิ่งที่ฉันต้องการทราบคือว่ามีผลลัพธ์แบบอะนาล็อกสำหรับการตั้งค่าแบบมัลติพอยต์ไม่ว่าจะเป็นแบบคลาสสิกหรือแบบควอนตัม verifier มีความซับซ้อนใด ๆ ที่ไม่น่าสนใจสำหรับการพิสูจน์เชิงโต้ตอบแบบหลายผู้พิสูจน์ซึ่งความยาวทั้งหมดของข้อความทั้งหมดถูก จำกัด ให้เป็นลอการิทึมในขนาดของปัญหาหรือไม่?

3
การตรวจสอบควอนตัมทางเดียว
ทฤษฎีการคำนวณแบบคลัสเตอร์ - สถานะได้รับการยอมรับอย่างดีในขณะนี้แสดงให้เห็นว่าวงจร BQP ใด ๆ สามารถแก้ไขได้ดังนั้นจึงใช้ประตูควอนตัมควอตเดียวเพียงครั้งเดียวอาจควบคุมแบบคลาสสิกได้ เป็นเรื่องง่ายในการผลิตสถานะ Stablizer คำถามของฉันคือ: เป็นความคิดที่คล้ายกันที่รู้จักกันสำหรับการตรวจสอบควอนตัม - หนึ่งสามารถแทนที่วงจร QMA ด้วยประตู 1-qubit ควบคุมคลาสสิกอาจใช้ "รัฐพิเศษ" บางอย่าง? อย่างน้อยในตอนแรกฉันไม่ชัดเจนว่าทำไมสถานะคลัสเตอร์สามารถทำงานได้ในกรณีนี้

1
คำขออ้างอิง: การพิสูจน์โดยไม่ใช้ทฤษฎีจำนวนตัวเลขที่กลุ่มตัวสร้างเสถียรภาพสูงสุดกำหนดสถานะที่ไม่ซ้ำ
บริบท. ฉันกำลังเขียนหัวข้อต่าง ๆ เช่นทฤษฎีบท Gottesman-Knillโดยใช้ Pauli stabilizer group แต่ในกรณีของd -dimensional qudits - ที่dอาจมีปัจจัยสำคัญมากกว่าหนึ่งอย่าง (ผมเน้นเรื่องนี้เพราะส่วนใหญ่ของวรรณกรรมโคลงพิธีใน "มิติที่สูงขึ้น" เกี่ยวข้องกับกรณีของdสำคัญหรือวันที่เป็นพลังที่สำคัญและทำให้การใช้ฟิลด์ จำกัด ; ฉันกำลังพิจารณาแทนกลุ่มวงจรℤ d .) สำหรับมิติใด ๆ ผมอธิบายลักษณะ (Pauli) กลุ่มโคลงเป็นกลุ่มย่อยศาสนาคริสต์ของกลุ่ม Pauli ซึ่งผู้ประกอบการทุกคนมี 1 eigenspace ฉันกำลังเขียนเกี่ยวกับผลลัพธ์ที่เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับd = 2 (และวางนัยทั่วไปสำหรับd prime): กลุ่มโคลงสร้างเสถียรภาพสถานะบริสุทธิ์ที่ไม่ซ้ำกันหากและถ้ามันมีค่าสูงสุด ฉันหมายถึงส่วนขยายใด ๆ ที่อยู่นอกกลุ่ม Pauli หรือไม่ใช่ผู้ที่นับถือศาสนาคริสต์หรือมีผู้ประกอบการที่ไม่มี +1 ค่าลักษณะเฉพาะ พิสูจน์ผลดังกล่าวสำหรับdที่สำคัญมักจะพึ่งพาความจริงที่ว่าℤ d 2nเป็นปริภูมิเวกเตอร์ ( เช่น ที่ℤ dเป็นเขตก): …

2
การชนครั้งแรกของการยิงควอนตัม
ในกระดาษQuantum Random Walks Hit เร็วขึ้นแบบเอกซ์โพเนนเชียล ( arXiv: quant-ph / 0205083 ) Kempe ให้ความเห็นเกี่ยวกับเวลากดปุ่มสำหรับการเดินควอนตัม (ใน hypercube) ที่ไม่ได้รับความนิยมมากในวรรณกรรม มันถูกกำหนดไว้ดังนี้: One-Shot Quantum Hitting Time:การเดินควอนตัมแบบไม่ต่อเนื่องครั้งหนึ่งมี(T,p)(T,p)(T,p) one-shot (|Ψ0⟩,|Ψf⟩)(|Ψ0⟩,|Ψf⟩)(|\Psi_0\rangle,|\Psi^f\rangle)เวลากดถ้า|⟨Ψf|UT|Ψ0⟩|2≥p|⟨Ψf|UT|Ψ0⟩|2≥p|\langle\Psi^f|U^T|\Psi_0\rangle|^2 \geq pที่ไหน|Ψ0⟩|Ψ0⟩|\Psi_0\rangleเป็นสถานะเริ่มต้น, |Ψf⟩|Ψf⟩|\Psi^f\rangleเป็นสถานะเป้าหมายและp>0p>0p>0 น่าจะเป็นการกดปุ่ม ปกติคุณอยากจะรู้ว่าขั้นต่ำTTTดังกล่าวว่าp>0p>0p>0 0 เป็นไปไม่ได้ (แก้ไขฉันถ้าฉันผิด) เพื่อกำหนดความคิดเกี่ยวกับเวลากดปุ่มโดยเฉลี่ยเพราะคุณจะต้องทำการวัดในระหว่างการเดินและนั่นจะยุบลงเป็นการเดินแบบคลาสสิค นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมเราถึงมีความคิดแบบ one-shot ในงานชิ้นเดียวกันมีแอปพลิเคชันสำหรับการกำหนดเส้นทางควอนตัม (เปรียบเทียบส่วนที่ 5 ) เพื่อให้ทราบว่าการเดินมาถึงจุดสุดยอดเป้าหมายคุณต้องทำการวัดที่โหนดนั้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่นในnnn -dimensional hypercube ที่มี2n2n2^n nodes หากคุณเริ่มที่ node |Ψ0⟩=|00…00⟩|Ψ0⟩=|00…00⟩|\Psi_0\rangle=|00\dots00\rangleและมีโหนดเป้าหมาย|Ψf⟩=|11…11⟩|Ψf⟩=|11…11⟩|\Psi^f\rangle=|11\dots11\rangle , กระดาษแสดงให้เห็นว่าT=O(n)T=O(n)T=O(n)มีความน่าจะเป็นข้อผิดพลาดแบบมีขอบเขตเช่นp→1p→1p\to 1เป็นnnnมีขนาดใหญ่มาก …

1
มีการสำรวจเขตข้อมูลออโตมาของควอนตัมหรือไม่?
ฉันกำลังมองหากระดาษสำรวจของแนวคิดที่สำคัญในด้านของ Quantum Automata ฉันได้พบQuantum Automata Theory - A Review โดย Hirvensalo แต่มันฟังดูรวบรัดเกินไปที่จะเข้าใจหัวข้อ มีการสำรวจที่ครอบคลุมในหัวข้อของ Quantum Automata หรือไม่? นอกจากนี้คุณช่วยชี้ให้ฉันดูวรรณกรรมสำคัญเกี่ยวกับหัวข้อนี้ได้หรือไม่

1
อัลกอริธึมเชิงควอนตัมที่สามารถเร่งความเร็วแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลสามารถใช้ซ้ำได้โดยใช้โปรแกรม
ฝ่ายตรงข้ามที่มีขอบเขตต่ำเป็นที่รู้จักกันในขณะนี้เพื่อระบุความซับซ้อนของการสืบค้นควอนตัมเนื่องจากการทำงานที่ก้าวหน้าโดย Reichardt และคณะ สายงานเดียวกันนี้ยังสร้างการเชื่อมต่อกับเฟรมเวิร์กโปรแกรมเพื่อออกแบบอัลกอริทึมควอนตัม อัลกอริทึมควอนตัมที่น่าสนใจมากมายรวมถึงอันที่มีการเร่งความเร็วแบบเลขชี้กำลังเช่นอัลกอริธึมของไซม่อนและอัลกอริทึมของชอร์สำหรับการค้นหาช่วงเวลาสามารถแสดงในแบบจำลองคิววอนควอนตัม มีงานใดแสดงขอบเขตที่ต่ำกว่าสำหรับอัลกอริธึมเหล่านี้ในโมเดลปฏิปักษ์ทั่วไปหรือไม่? มีงานใดที่ได้รับมาใหม่ของอัลกอริธึมของ Simon หรือ Shor ในกรอบการทำงานของโปรแกรม? เห็นได้ชัดว่ามีเพียงอัลกอริธึมเชิงควอนตัมที่มีพหุนามเร่งความเร็วเช่น Grover's ซึ่งได้รับมาอีกครั้งโดยใช้โปรแกรม span (หรือกราฟการเรียนรู้ของ Belov) มีงานโดย Korian และคณะ แสดงขอบเขตที่ต่ำกว่าสำหรับ Simon โดยใช้วิธีพหุนาม แต่ดูเหมือนจะไม่มีวิธีใดที่จะแปลขอบเขตล่างของพหุนามวิธีไปเป็นขอบเขตต่ำสุดของฝ่ายตรงข้ามทั่วไป

1
การเปลี่ยนจากควอนตัมเป็นการเดินสุ่มแบบคลาสสิกบนเส้น
รุ่นด่วน มีรูปแบบของการมี decoherence สำหรับเดินควอนตัมในบรรทัดเช่นที่เราสามารถปรับแต่งการเดินการแพร่กระจายเป็นสำหรับการใด ๆ1 / 2 ≤ k ≤ 1 ?Θ(tk)Θ(tk)\Theta(t^k)1/2≤k≤11/2≤k≤11/2 \leq k \leq 1 แรงจูงใจ เดินสุ่มคลาสสิกที่มีประโยชน์ในการออกแบบขั้นตอนวิธีการและเดินสุ่มควอนตัมได้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์สำหรับการทำจำนวนของอัลกอริทึมควอนตัมเย็น (บางครั้งก็มีการพิสูจน์ชี้แจงความเร็วอัพ ) ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างควอนตัมและเดินสุ่มคลาสสิก บางครั้งวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือการพิจารณาโมเดลของเล่นเช่นการเดินเล่นบนเส้น มันมีแรงจูงใจทางฟิสิกส์เช่นกัน: มันน่าสนใจที่จะรู้ว่ากลศาสตร์ควอนตัมมีความสัมพันธ์กับกลศาสตร์แบบดั้งเดิมอย่างไร แต่นี่ไม่เกี่ยวข้องกับ cstheory มาก แรงจูงใจส่วนตัวของฉันมีมุมฉากอย่างสมบูรณ์: ฉันพยายามจับคู่ข้อมูลการทดลองกับแบบจำลองที่เปลี่ยนจากควอนตัมไปเป็นคลาสสิกได้อย่างราบรื่นและค่อนข้างง่าย พื้นหลัง Θ(t)Θ(t)\Theta(t)Θ(t1/2)Θ(t1/2)\Theta({t^{1/2}})ttt Θ(t1/2)Θ(t1/2)\Theta(t^{1/2})Θ(t)Θ(t)\Theta(t)Θ(t1/2)Θ(t1/2)\Theta(t^{1/2})) ในความเป็นจริงการปรับสเกลนี้ได้รับการแนะนำเป็นนิยามของการเดินควอนตัม คำถามแบบยาว Θ(tk)Θ(tk)\Theta(t^k)1/2≤k≤11/2≤k≤11/2 \leq k \leq 1f(t)f(t)f(t)f∈Σ(g(t))f∈Σ(g(t))f \in \Sigma(g(t))f∈O(h(t))f∈O(h(t))f \in O(h(t))g(t)g(t)g(t)h(t)h(t)h(t)

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.