양자 컴퓨터가있는 볼록 다면체에서 대략 샘플링


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양자 컴퓨터는 우리가 고전 컴퓨터를 사용하여 샘플링하는 방법을 모르는 분포 분포 샘플링에 매우 적합합니다. 예를 들어 F 부울 (발 기능의 경우 - 1 , 1 ) 양자 컴퓨터에 다음의 다항식 시간 내에 계산 될 수있다 우리 수 (F)의 푸리에 전개에 의해 기술되는 분포로 효율적 시료 방법. (우리는 고전적인 컴퓨터로 그것을하는 방법을 모른다.){1,1}1,1

퀀텀 컴퓨터를 사용하여 d 변수의 n 부등식으로 설명되는 다면체에서 임의의 점을 샘플링하거나 대략 샘플링 할 수 있습니까?

불평등에서 요점으로 옮기는 것은 "변형"과 다소 비슷해 보입니다. 더욱이 분포를 수정하더라도 양자 알고리즘을 보게되어 기쁩니다. 예를 들어 다면체의 초평면이나 다른 것들에 의해 기술 된 가우시안 분포의 곱을 고려하십시오.

몇 가지 언급 : Dyer, Frieze 및 Kannan은 다면체의 부피를 대략 샘플링하고 대략적으로 계산하는 유명한 고전 다항식 시간 알고리즘을 발견했습니다. 이 알고리즘은 랜덤 워크와 빠른 믹싱을 기반으로합니다. 우리는 같은 목적으로 다른 양자 알고리즘을 찾고 싶습니다. (좋아요, 우리는 양자 알고리즘이이 맥락에서 우리가 고전적으로 알지 못하는 것들로 이어질 수 있기를 희망 할 수 있습니다. 그러나 시작하려면, 우리가 원하는 것은 다른 알고리즘 일뿐입니다. 이것이 가능해야합니다.)

둘째, 균일 분포 분포를 대략적으로 샘플링 할 필요조차 없습니다. 우리는 다면체에서 대략적으로 지원되는 다른 멋진 배포판을 대략적으로 샘플링 할 것입니다. 샘플링에서 최적화로 이어지는 Santosh Vampala (및 다른 맥락에서 나)의 주장이 있습니다. f (x) 샘플을 최적화하여 f (x)가 일반적인 지점 y를 찾으려면. 구속 조건 {f (x)> = f (y)}를 추가하고 반복하십시오.


따라서 기존의 고전 알고리즘과 동일한 것을 달성하지만 사소하게 다른 접근법을 사용하는 양자 알고리즘을 원하십니까? 아니면 양자 알고리즘이 다른 것을 달성하기를 원합니까? 다면체의 격자 점 위에 중첩을 만들고 싶다면 arXiv : quant-ph / 0301023을 통해 얻을 수 있다고 생각합니다.
Aram Harrow

예, 본질적으로 가장 명백한 목표는 기존의 고전 알고리즘과 동일한 것을 달성하는 (또는 분포를 변경하는 등 약한) 다른 양자 알고리즘을 제공하는 것입니다.
Gil Kalai

프리즈는 z로 표시됩니다. 논문에 대한 링크는 dx.doi.org/10.1145/102782.102783
Guilherme D. da Fonseca

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이 논문은 어떻습니까 ( arxiv.org/abs/quant-ph/0606202 ). 이것을 사용하여 샘플링 할 수있는 것 같습니다.
Marcos Villagra

답변:


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게시물에서 알 수 있듯이 볼록 폴리 토프의 부피를 추정하는 클래식 다항식 시간 알고리즘의 존재는 게임 체인저입니다. 양자 알고리즘은 고전 알고리즘과 경쟁하지 않는 한 흥미가 덜합니다. 결국, 그 기준이 없으면 모든 고전 알고리즘은 단순히 양자 알고리즘이라고 불릴 수 있습니다.

즉, 여전히 다항식 속도 향상의 여지가 있으며, 이러한 유형의 속도 향상에 대해 알려진 주요 관점은 양자 보행이며, 특히이 경우의 클래식 가속도는 양호한 랜덤 보행을 기반으로한다는 점을 고려하십시오. (실제로, 모든 양자 알고리즘은 양자 보행으로 볼 수 있지만, 일부 알고리즘에서는 이것이 반드시 깨달을 필요는 없습니다.) QC 문헌의 다양한 논문은 볼록 폴리 토프의 부피를 추정하는 알고리즘이 랜덤 보행을 사용한다고 지적했습니다. 양자 보행으로 가속 될 수 있다는 것입니다. 따라서 연구자들은이 제안을 알고있는 것으로 보이지만이 문제에 대해 다항식 가속도를 구하려는 사람은 아무도 없습니다. 최고의 클래식 알고리즘에 일종의 스포일러가 있으면 아무것도 얻지 못할 수 있습니다.

다음은 통과의 기본 아이디어를 언급 한 논문 모음입니다. 다시 한 번 Google Scholar는 더 이상 아무도 가지 않았다고 제안합니다.

  1. arXiv : quant-ph / 0104137-퀀텀이 하이퍼 큐브 위를 걷는다
  2. arXiv : quant-ph / 0205083-퀀텀 랜덤 워크가 기하 급수적으로 빠르게 타격
  3. arXiv : quant-ph / 0301182-이산 양자 보행에서의 분리
  4. arXiv : quant-ph / 0304204-불연속 양자 보행 제어 : 동전 및 초기 상태
  5. arXiv : quant-ph / 0411065-두 개의 얽힌 입자가있는 선을 따라 걷는 양자
  6. arXiv : quant-ph / 0504042-일반 그래프에서 코인 된 퀀텀 워크의 얽힘
  7. arXiv : quant-ph / 0609204-기존 혼합 공정의 양자 속도 향상
  8. arXiv : 0804.4259-양자 샘플링을 통한 속도 향상
  9. 양자 알고리즘에 대한 랜덤 워크 접근법
  10. 유한 필드에서 비선형 방정식을 풀기위한 이산 형 양자 보행

볼록형 폴리 토프의 부피를 추정하는 기존 알고리즘의 다른 측면은 선형 프로그래밍입니다. 그에 대한 양자 가속을 찾는 진보가 있는지 모르겠습니다. 볼록형 폴리 토프를 샘플링에 유리한 위치에 놓기 위해 선형 프로그래밍 단계를 피하는 것이 어려워 보입니다.


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