BQP를 캡처하는 대략적인 계산 문제


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블랙 박스 모델에서, 입력 상에서 BPP 머신 의 출력을 결정하는 문제는 가산 오차 1/3 (예를 들어) 인 을 결정하는 대략적인 카운팅 문제이다 .xM(x,r)xErM(x,r)

BQP에도 비슷한 문제가 있습니까? Ken Regan의이 의견 은 그러한 문제를 제안합니다


BPP 질문을 단일 #P 함수에 가깝게 줄일 수 있지만 BQP를 사용하면 두 #P 함수의 차이점을 와 라고합니다 . 근사 와 별도로 당신에게 대략적인 도움이되지 않습니다 때 거의 제로입니다!fgfgfgfg

입력에 BQP의 질문에 대한 답은 경우 : BQP는 당신에게 약간의 도움을 준다 그래, 당신이 얻을 수있다 의 제곱근에 가까운 계수 조건은 정의, 대신에 와 에 m 이진 변수가 있습니다 . (절대 값 막대는 없습니다.“마술 적으로”항상 얻습니다 . BQP에 대한 일반적인 양자 회로 표현에서 은하다 마드 게이트 수입니다.) 대답이 '아니오'인 경우 차이는 0에 가깝습니다.xf(x)g(x)2mfgxf(x)>g(x)m


그러한 문제를 BQP에 최대한 가깝게 정확하게 공식화 할 수 있습니까? 나는 다음과 같은 것을 기대하고 있습니다 : 함수 를 매핑 하는 블랙 박스 액세스 권한을 부여 하고 ... 내에서 를 추정한다고 약속합니다 .f,gXYfgε


Ken Regan의 의견은 Fortnow and Rogers의 결과 BQP⊆AWPP (JCSS 1999; people.cs.uchicago.edu/~fortnow/papers/quantum.pdf )를 언급한다고 생각합니다 .
이토 쓰요시

답변:


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에마누엘레 : 불행히도, 우리는 BPPP 캡처와 관련하여 BQP를 캡처하는 블랙 박스 문제를 잘 모릅니다.

직관적으로, 이것은 어떤 형태로든 단일성 을 가져 오지 않고 BQP에 대해 말하기가 어렵 기 때문 입니다. 양수와 음수를 합산하는 기능이 BQP를 BPP보다 강력하게 만드는 것이지만, 단결 성은 BQP를 #P보다 강력 하게 만드는 것입니다! :-)

Dawson et al. Martin Schwarz가 링크 한 논문에서, Janzing과 Wocjan BQP를 포착하는 "놀랍게도 고전적인"약속 문제를 제공 하는 이것이것을 확실히 확인해야합니다 .

또한 S ⊆ {0,1} n 이라고하고 부울 함수 f : S → {0,1}를 고려하십시오. 그런 다음 몇 년 전에 f의 경계 오류 양자 쿼리 복잡성 Q (f)가 ​​다항식으로 실제 다항식 p : R n → R 의 최소 ​​정도와 다 항적으로 관련되어 있다고 추측 합니다.

(ⅰ) p (X) ∈ [0,1] 모든 x∈ {0,1}에 대한 N

(ii) | p (x) -f (x) | 모든 x∈S에 대해 ≤ ε.

R :이 추측 보유 경우에 "BQP 캡처 근사 계산 문제는"단순히 polylog (N) -degree 다항식 P의 값에 근접하는 것 , N p는 주어진 부울 큐브의 지정된 지점 → R을 부울 큐브의 모든 곳에 바인드됩니다. 이것은 귀하의 질문에 대한 답변을 얻을 수있는 한 가깝습니다.


감사. "이것은 귀하의 질문에 대한 답변에 거의 근접 할 수 있습니다." 질문 : 추측에서 "S"의 역할은 무엇입니까? 나는 (i) {0,1} ^ n에 대해 이야기하고 나머지는 S에 대해 이야기함으로써 혼란스러워합니다.
Manu

엠마뉴엘 : S = {0,1} ^ n이면 f는 총 부울 함수입니다. 이 경우, 양자 질의 복잡성은 대략적인 정도 (결정 론적 및 무작위 질의 복잡성뿐만 아니라)와 다항식으로 관련되어 있다는 것이 이미 알려져있다. 따라서 f가 부분 부울 함수 인 경우가 흥미로운 경우입니다 . 즉, 양자 알고리즘은 x가 S에 속한다는 약속을 만족시키는 입력에서만 작동해야합니다. Simon과 같은 양자 알고리즘 (지수 적으로 가장 고전적인 알고리즘을 능가하는 성능) 가능해진다.
Scott Aaronson

양자 알고리즘은 세트 S에 속하는 입력들에 대한 f만을 계산할 필요가 있지만 , S에 있지 않은 입력들에 대한 알고리즘의 수용 확률은 여전히 구간 [0,1]에 속한다. 어리석은 소리는 다항식 방법을 통해 양자 하한을 증명하는 데 종종 중요한 관찰이었습니다. 그리고 만약 다항식 p가 {0,1} ^ n의 모든 x에 대해 [0,1]에 묶 이도록 요구하지 않았다면 (x는 S가 아니더라도), 내 추측은 사소하게 잘못되었을 것입니다.
Scott Aaronson

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이 백서 는 위에서 언급 한 아이디어에 대해 자세히 설명합니다.


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@Emanuele Viola, @Martin Schwarz :이 논문이 원래 질문에 어떻게 대답하는지는 잘 모르겠습니다. 우선이 백서에서는 블랙 박스 문제에 대해 전혀 언급하지 않습니다. 나는 종이에서 블랙 박스 문제, 질문에서 요구되는 유형의 선명한 공식을 얻을 수없는 것 같습니다. 아마도 당신 중 하나가 이것에 대해 약간의 빛을 비출 수 있습니까?
Robin Kothari

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@Robin Kothari : 원래의 요청대로 용지가 블랙 박스 문제를 일으키지 않는다는 데 동의합니다. 그러나 Ken Regan의 의견에 대해서는 자세히 설명합니다. 나는 이것을 "답변"이 아닌 "댓글"로 만들어야했다.
Martin Schwarz

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아, 알았어. 문제 없어. 그래서 그 질문은 여전히 ​​해결되지 않은 것 같습니다.
Robin Kothari
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