BQP는 Abelian 숨겨진 하위 그룹 오라클에 액세스 할 수있는 BPP와 동일합니까?


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BQP는 Abelian 숨겨진 하위 그룹 오라클에 액세스 할 수있는 BPP와 동일합니까?


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실제로 양자 알고리즘 연구에서 비 Abelian 숨겨진 부분 군 문제에 대해 상당한 양의 연구가 진행되고 있기 때문에 이것이 사실이 아니길 바랍니다.
Joe Fitzsimons

@Joe : 비 Abelian HSP에 대한 대부분의 작업은 어떻게 든 "Abelian에 가까운"그룹을위한 것이라고 생각했습니다.하지만 내가 전문가가 아니기 때문에 내가 틀렸다면 정정 해주십시오. 그러나 실제로 그런 경우라면, 그 질문에 대한 긍정적 인 대답은 당신이 언급 한 일과 모순되지 않을 것입니다.
Joshua Grochow

답변:


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많은 복잡한 클래스 분리와 마찬가지로 BPP ^ {HSP}! = BQP라는 대답이 가장 좋을 것입니다. 그러나 오라클에 비해 엄격하게 증명할 수 있습니다. 이 분리는이 블로그 게시물 에서 Scott Aaronson에 의해 관찰되었으며 , Childs, Cleve, Deotto, Farhi, Gutmann 및 Spielman용접 트리 속도 향상이 SZK에 포함되어 있지 않음을 관찰했습니다.

반면에 BPP ^ {HSP} 숨겨진 목표 그룹의 크기를 결정하는 것이 목표라면 SZK에 포함됩니다. SZK에서 임의의 숨겨진 하위 그룹의 생성자를 정확히 찾는 방법을 잘 모르겠지만, 여기에는 abelian HSP도 포함됩니다. 숨겨진 부분 군의 크기를 결정할 수있는 이유는 f : G-> S에 부분 군 H가 숨겨져 있고 G에서 무작위로 g를 무작위로 선택한 경우 f (g)는 일련의 크기 | G에 대해 균일하게 무작위이기 때문입니다. | / | H |. 특히, f (g)는 엔트로피 로그를 갖는다 | G | -log | H |. 엔트로피 추정은 SZK입니다.


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나는 이것에 관한 블로그 포스트를 본 것을 알고 있었다!
Joe Fitzsimons

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나는 그런 주장을 어떻게 반증하는지 모릅니다. 그러나 그것이 사실인지 의심합니다. Abelian HSP에 의존하지 않는 양자 알고리즘에 의한 다른 기하 급수 속도 향상이 있습니다. 더욱이, Abelian HSP는 BQP- 완전한 것으로 알려져 있지 않습니다.

다른 한편으로, BQP- 완전으로 알려진 문제는 매듭 불변량 계산, 다른 매니 폴드 불변량, 분할 함수 및 해밀턴 시뮬레이션 수행과 같은 문제입니다. 이러한 문제에 대한 오라클을 통해 BPP는 BQP만큼 강력 할 것입니다.

마지막으로, 언급 한 두 클래스 사이에 오라클 분리를 구성 할 수 있다고 확신하지만 한 클래스는 양자 쿼리를 수행 할 수 있고 다른 클래스는 수행 할 수 없으므로 분리 하여이 사실을 반영하기 때문에 공정한 비교가 아닙니다. .


Abelian HSP에 의존하지 않는 초 다항식 속도 향상 문제에 대한 언급은 무엇입니까?
Marcos Villagra

보다 정확한 질문은 "HSP에 전혀 의존하지 않는 초 다항식 속도 향상 문제에 대한 참조는 무엇인가?"입니다.
Marcos Villagra

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양자 알고리즘 동물원 ( its.caltech.edu/~sjordan/zoo.html )에는 각각에 대한 많은 알고리즘 및 참조 목록이 있습니다.
Robin Kothari

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@Joshua : 오라클 쿼리는 양자 쿼리의 힘을 보여 주려고하기 때문에 훌륭합니다. 내가 무엇을 의미하는지 예를 들어 보겠습니다. 3SAT에 대한 폴리 타임 알고리즘이 있고이 알고리즘을 X라고하자. P ^ X는 NP를 포함합니다. 그러나 P ^ X와 NP간에 오라클 분리를 구성 할 수 있습니다. 첫 번째 경우 P 머신 만 오라클에 액세스 할 수 있고 분리는 단지 비 결정적 쿼리가 결정적 쿼리보다 낫다는 사실을 반영하기 때문입니다. 마찬가지로 BPP ^ AHSP에 BQP가 포함되어 있어도 오라클과 매우 쉽게 분리 할 수 ​​있습니다.
Robin Kothari

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모든 답변에 감사드립니다. 특히 HSP와 관련이없는 Jones 및 HOMFLY 다항식에 대해 상기시켜 주셔서 감사합니다. 정확히 5 번째 근본에서 Jones 다항식을 평가하는 것은 # P-hard이지만, 확률 적으로 약간의 엡실론까지 근사화하는 것은 BQP에 있습니다.
Jason

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로빈은 이것이 반드시 반증하기 쉬운 주장은 아니라는 점에 동의해야하지만, 거의 확실하지는 않습니다. 내가 선택한 양자 계산이 PP와 같다는 것을 의심하게 만드는 즉각적인 이유는 통계를 재현하기 어렵다는 것을 암시하는 것 같습니다. Scott Aaronson은 STQ에 BQP에서는 해결할 수 있지만 PH는 해결할 수없는 오라클 관계 문제가 있음을 보여주는 논문 을 가지고 있습니다.

또한 Scott 은 boson 산란의 출력에 대한 효율적인 클래식 샘플링이 (라텍스가 여기에 #을 허용하지 않음)를 암시한다는 것을 보여주는 결과 가있는 것 같습니다. Abelian 숨겨진 하위 그룹 오라클을 허용하더라도 비슷한 결과를 얻을 것이라고 생각합니다. 물론 이것은 또한 Abelian 숨겨진 부분 군 문제가 P에 있었다면 긍정적 인 대답이 다항식 계층 구조의 붕괴를 암시하기 때문에 질문을 결정하는 데 장애가됩니다.BPPNP=P#P


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P ^ {# P} = P ^ {PP}, 대신 사용할 수 있습니다.
Robin Kothari

그렇습니다, 그것은 현명한 일이었습니다!
Joe Fitzsimons
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