ذكاء البيانات التوليدية

تحسين تعقيد الاستعلام الكمي من خلال مدخلات أسهل

التاريخ:

نويل تي أندرسون1، جاي يو تشونغ1, شيلبي كيميل1، دا يون كوه2، وشياوهان يي1,3

1كلية ميدلبري، ميدلبري، VT، الولايات المتحدة الأمريكية
2كلية ويليامز، ويليامزتاون، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية
3جامعة براون ، بروفيدنس ، RI ، الولايات المتحدة الأمريكية

تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.

ملخص

أحيانًا ما تكون خوارزميات برنامج المدى الكمي لتقييم الوظائف قد قللت من تعقيد الاستعلام عندما وعدت بأن الإدخال له بنية معينة. لقد قمنا بتصميم خوارزمية برنامج فترة معدلة لإظهار استمرار هذه التحسينات حتى بدون وعد مسبق، ونوسع هذا النهج ليشمل المشكلة الأكثر عمومية المتمثلة في تحويل الحالة. كتطبيق، أثبتنا المزايا الكمومية الأسية ومتعددة الحدود الفائقة في متوسط ​​تعقيد الاستعلام للعديد من مشكلات البحث، وتعميم بحث مونتانارو مع المشورة [Montanaro, TQC 2010].

نتوقع أن تعمل الخوارزميات الكمومية، مثل الخوارزميات الكلاسيكية، بشكل أسرع عند المدخلات الأسهل. على سبيل المثال، إذا كنت تبحث عن عنصر في قائمة غير مرتبة، وكان هناك العديد من النسخ من هذا العنصر، فإننا نتوقع أن تعمل الخوارزمية الكمومية بشكل أسرع في هذه الحالة مقارنةً بالوقت الذي يكون فيه هناك عنصر واحد محدد فقط، حتى دون معرفة ذلك عدد العناصر المستهدفة في وقت مبكر. في الواقع، بالنسبة لمشكلة البحث، فمن المعروف كيفية الحصول على مثل هذه الميزة على مدخلات أسهل. ومع ذلك، فإن تعميم هذه الفكرة على المشكلات التي تتجاوز البحث يمثل تحديًا عندما لا تكون هناك طريقة واضحة للإبلاغ عن وقت تشغيل الحساب لفترة كافية. نقوم بتعديل العديد من أطر الخوارزمية الشائعة في نموذج الاستعلام لإنشاء إشارات تنبهنا إلى ما إذا كانت العملية الحسابية قد تم تشغيلها لفترة كافية، مما يسمح لنا بإنهاء الخوارزمية مبكرًا بمدخلات أسهل، دون معرفة ما إذا كان المثيل سهلًا أم صعبًا مسبقًا. كتطبيق، مع توزيع المدخلات السهلة والصعبة لمشكلة ما، يمكننا تحليل متوسط ​​تعقيد الاستعلام. لقد أظهرنا أن توزيعات معينة للمدخلات لمشكلات البحث تسفر عن مزايا كبيرة للاستعلام الكمي المتوسط ​​مقارنة بالخوارزميات الكلاسيكية.

► بيانات BibTeX

ferences المراجع

[1] أندريس أمباينيس ورونالد دي وولف. متوسط ​​تعقيد الاستعلام الكمي. مجلة الفيزياء أ: الرياضيات والعامة، 34(35):6741، 2001. دوى:10.1088/0305-4470/34/35/302.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​34/​35/​302

[2] دوريت أهارونوف. حساب الكم. المراجعات السنوية للفيزياء الحاسوبية السادس، الصفحات 259-346، 1999. دوى:10.1142/9789812815569_0007.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1142 / 9789812815569_0007

[3] ميشيل بوير، جيل براسارد، بيتر هوير، وآلان تاب. حدود ضيقة على البحث الكمي. فورتسكريت دير فيزيك، 46(4-5):493-505، 1998. دوى:10.1002/​(SICI)1521-3978(199806)46:4/​5<493::AID-PROP493>3.0.CO;2 -ص.
<a href="https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3978(199806)46:4/53.0.CO;2-P”>https:/​/​doi.org/​10.1002/​(SICI)1521-3978(199806)46:4/​5<493::AID-PROP493>3.0.CO;2-P

[4] ألكسندر بيلوفز. برامج شاملة للوظائف ذات الحجم الثابت 1-الشهادات: ملخص موسع. في وقائع ندوة ACM السنوية الرابعة والأربعين حول نظرية الحوسبة، STOC '12، الصفحات 77-84، 2012. دوى:10.1145/2213977.2213985.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 2213977.2213985

[5] جيل براسارد، بيتر هوير، ميشيل موسكا، وآلان تاب. تضخيم السعة الكمومية وتقديرها. في الحساب الكمي والمعلومات، المجلد 305 من Contemp. الرياضيات، الصفحات 53-74. عامر. الرياضيات. Soc., Providence, RI, 2002. دوى:10.1090/​conm/​305/05215.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1090 / conm / 305/05215

[6] جيل براسارد، وبيتر هوير، وآلان تاب. العد الكمي. في Automata، اللغات والبرمجة، الصفحات 820-831، 1998. دوى:10.1007/BFb0055105.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / BFb0055105

[7] ألكسندر بيلوفز وبن دبليو ريتشاردت. تمتد البرامج والخوارزميات الكمومية للاتصال st والكشف عن المخلب. ملاحظات محاضرة في علوم الكمبيوتر، 7501 LNCS:193-204، 2012. دوى:10.1007/978-3-642-33090-2_18.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-33090-2_18

[8] ألكسندر بيلوفز وأنسيس روزمانيس. الحد الأدنى الكمي الضيق للعد التقريبي مع الحالات الكمومية. 2020. أرخايف:2002.06879.
أرخايف: 2002.06879

[9] سلمان بيجي و ليلى تقوي. تسريع الكم على أساس أشجار القرار الكلاسيكية. الكم، 4:241، 2020. دوى:10.22331/​q-2020-03-02-241.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-03-02-241

[10] ألكسندر بيلوفز ودويال يولكو. تذكرة ذهاب فقط إلى لاس فيغاس والخصم الكمومي. 2023. أرخايف:2301.02003.
أرخايف: 2301.02003

[11] ريتشارد. كليف، ارتور. إيكيرت، كيارا مكيافيلو، وميشيل موسكا. إعادة النظر في خوارزميات الكم. وقائع الجمعية الملكية في لندن. السلسلة أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية، 454 (1969): 339-354، 1998. دوى:10.1098/RSPA.1998.0164.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1998.0164

[12] أرجان كورنيليسن، وستايسي جيفري، وماريس أوزولس، وألفارو بيرافيتا. برامج الامتداد وتعقيد الزمن الكمي. في الندوة الدولية الخامسة والأربعون حول الأسس الرياضية لعلوم الكمبيوتر (MFCS 45). Schloss Dagstuhl-Leibniz-Zentrum für Informatik، 2020. دوى:2020/​LIPIcs.MFCS.10.4230.
https: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.MFCS.2020.26

[13] كريس كيد وآشلي مونتانارو وألكسندر بيلوفز. خوارزميات كمومية فعالة من حيث الزمان والمكان للكشف عن الدورات واختبار الثنائية. المعلومات الكمومية والحساب، 18(1-2):18-50، 2018.

[14] كاي ديلورينزو، شيلبي كيميل، وآر تيل ويتر. تطبيقات خوارزمية الكم للاتصال st. في المؤتمر الرابع عشر حول نظرية الحساب الكمي والاتصالات والتشفير (TQC 14)، الصفحات 2019:6–1:6، 14. doi:2019/LIPIcs.TQC.10.4230.
الشبكي: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.TQC.2019.6

[15] ديمتري جرينكو، وجوليان جاكون، وكريستا زوفال، وستيفان فورنر. تقدير السعة الكمومية التكرارية. npj Quantum Information، 7(1):52، مارس 2021. دوى:10.1038/​s41534-021-00379-1.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-021-00379-1

[16] لوف ك. جروفر. ميكانيكا الكم تساعد في البحث عن إبرة في كومة قش. رسائل المراجعة البدنية، 79 (2): 325-328، 1997. دوى:10.1103 / PhysRevLett.79.325.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.79.325

[17] فاسيلي هوفدينج. عدم المساواة احتمال لقاء مبالغ من المتغيرات العشوائية يحدها. مجلة الجمعية الإحصائية الأمريكية، 58(301):13-30، 1963. دوى:10.1080/01621459.1963.10500830.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1080 / 01621459.1963.10500830

[18] تسويوشي إيتو وستيسي جيفري. برامج النطاق التقريبي. الخوارزمية، 81 (6): 2158-2195، 2019. دوى:10.1007 / s00453-018-0527-1.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00453-018-0527-1

[19] مايكل جاريت، وستيسي جيفري، وشيلبي كيميل، وألفارو بيرافيتا. خوارزميات الكم للاتصال والمشكلات ذات الصلة. في الندوة الأوروبية السنوية السادسة والعشرون حول الخوارزميات (ESA 26)، الصفحات 2018:49–1:49، 13. doi:2018/LIPIcs.ESA.10.4230.
https: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.ESA.2018.49

[20] أليكسي واي كيتيف. قياسات الكم ومشكلة استقرار أبيليان. 1995. أرخايف:كمية فتاه/9511026.
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 9511026

[21] تروي لي، وراجات ميتال، وبن دبليو ريتشاردت، وروبرت سباليك، وماريو سيجيدي. تعقيد الاستعلام الكمي لتحويل الحالة. في الندوة السنوية الثانية والخمسين لـ IEEE لعام 2011 حول أسس علوم الكمبيوتر، الصفحات 52-344، 353. دوى:2011/FOCS.10.1109.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2011.75

[22] فريديريك ماجنيز، وأشوين ناياك، وجيريمي رولاند، وميكلوس سانثا. البحث عبر كوانتوم ووك. مجلة SIAM للحوسبة، 40(1):142-164، 2011. دوى:10.1137/090745854.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1137 / 090745854

[23] اشلي مونتانارو. البحث الكمي مع النصيحة. في مؤتمر الحساب الكمي والاتصالات والتشفير، الصفحات من 77 إلى 93. سبرينغر، 2010. دوى:10.1007/978-3-642-18073-6_7.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-18073-6_7

[24] بن دبليو ريتشاردت. برامج النطاق وتعقيد الاستعلام الكمي: الحد العام للخصم ضيق تقريبًا لكل دالة منطقية. ندوة IEEE السنوية الخمسين حول أسس علوم الكمبيوتر، الصفحات 50-544، 551. دوى:2009/FOCS.10.1109.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2009.55

[25] بن دبليو ريتشاردت. تأملات لخوارزميات الاستعلام الكمي. في وقائع ندوة ACM-SIAM السنوية لعام 2011 حول الخوارزميات المنفصلة، ​​وقائع، الصفحات 560-569. 2011. دوى:10.1137 / 1.9781611973082.44.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9781611973082.44

[26] ليلى تقوي. خوارزمية كمومية مبسطة لمشكلة تحديد أوراكل. ذكاء آلة الكم، 4 (2): 19، 2022. دوى:10.1007 / s42484-022-00080-2.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s42484-022-00080-2

دليلنا يستخدم من قبل

[1] ستايسي جيفري، شيلبي كيميل، وألفارو بيدرافيتا، "الخوارزمية الكمومية لأخذ عينات المسار الحافة"، أرخايف: 2303.03319, (2023).

[2] مايكل تشيكانسكي، شيلبي كيميل، و ر. تيل ويتر، "خوارزميات الاستعلام الكمي القوية والموفرة للمساحة،" أرخايف: 2306.15040, (2023).

الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2024-04-08 15:35:29). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.

لا يمكن أن تجلب استشهد تبادل البيانات أثناء آخر محاولة 2024-04-08 15:35:27: لا يمكن جلب البيانات المستشهد بها من 10.22331 / q-2024-04-08-1309 من Crossref. هذا أمر طبيعي إذا تم تسجيل DOI مؤخرًا.

بقعة_صورة

أحدث المعلومات الاستخباراتية

بقعة_صورة