BQPは、アーベルの隠されたサブグループオラクルにアクセスできるBPPと同等ですか?


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BQPは、アーベルの隠されたサブグループオラクルにアクセスできるBPPと同等ですか?


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実際、量子アルゴリズムの研究には、非アーベルの隠れたサブグループの問題に関するかなりの量の作業があります。
ジョーフィッツシモンズ

@ジョー:非アーベルのHSPに関する作業の大部分は、何らかの形で「アーベルに近い」グループ向けだと思っていましたが、この分野の専門家ではないので、間違っている場合は修正してください。しかし、実際にそうであれば、質問に対する肯定的な答えは、あなたが言及している作品と矛盾しないかもしれません。
ジョシュアグロチョウ

回答:


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多くの複雑度クラスの分離と同様に、最良の推測は答えがBPP ^ {HSP}!= BQPであるということですが、これはオラクルに比べて厳密にしか証明できません。この分離は、このブログ投稿 でスコットアーロンソンによって観察されました。彼は、Childs、Cleve、Deotto、Farhi、Gutmann、およびSpielman溶接ツリーの高速化がSZKに含まれていないことを観察しました。

一方、少なくとも目標が非表示サブグループのサイズを決定することである場合、BPP ^ {HSP} SZKに含まれています。これにはabelian HSPも含まれますが、SZKの任意の非表示サブグループのジェネレーターを正確に見つける方法はわかりません。隠れサブグループのサイズを決定できる理由は、f:G-> Sに隠れサブグループHがあり、Gからランダムにgを一様に選択すると、f(g)がサイズのセット| Gにわたって一様にランダムになるためです。 | / | H |。特に、f(g)はエントロピーlog | G |を持ちます。-log | H |。エントロピー推定はSZKで行われます。


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私はどこかでこれについてのブログ投稿を見たことを知っていました!
ジョーフィッツシモンズ

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私はそのような主張をどのように反証するかわかりませんが、それが真実だとは思いません。Abelian HSPに依存しない量子アルゴリズムによる他の指数関数的な高速化があります。さらに、Abelian HSPはBQP完全であることが知られていません。

一方、BQP完全であることが知られている問題は、ノット不変量、他の多様体不変量、パーティション関数の計算、ハミルトニアンシミュレーションの実行などの問題です。これらの問題に対するオラクルがあれば、BPPはBQPと同じくらい強力になります。

最後に、私はあなたが言及する2つのクラスの間にOracle分離を構築できると確信していますが、1つのクラスは量子クエリを作成でき、もう1つのクラスはできないため、それらを比較する公平な方法ではありません。したがって、分離は単にこの事実を反映するだけです。


Abelian HSPに依存しない超多項式高速化の問題に関する参考文献は何ですか?
マルコスビジャグラ

より正確な質問は、「HSPにまったく依存しない超多項式高速化の問題に関する参考文献は何ですか?」です。
マルコスヴィラグラ

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量子アルゴリズム動物園(its.caltech.edu/~sjordan/zoo.html)には、それぞれのアルゴリズムとリファレンスの大きなリストがあります。
ロビンコタリ

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@ジョシュア:これらのオラクルの分離は、量子クエリの力を発揮しようとしているため、問題ありません。私の言いたいことの例を挙げましょう。3SATにポリタイムアルゴリズムがあり、このアルゴリズムをXと呼びます。明らかにP ^ XにはNPが含まれます。ただし、最初のケースではPマシンのみがオラクルにアクセスでき、分離は非決定的クエリが決定的クエリよりも優れているという事実を単に反映するため、P ^ XとNPの間にオラクル分離を構築できます。同様に、BPP ^ AHSPにBQPが含まれていたとしても、オラクルでそれらを簡単に分離できました。
ロビンコタリ

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すべての答えをありがとう。特に、HSPとは関係のないジョーンズおよびHOMFLY多項式について思い出させてくれてありがとう。ユニティの5番目の根でジョーンズ多項式を正確に評価することは#P-hardですが、確率的精度でそれらをある分数イプシロンに近似することはBQPにあります。
ジェイソン

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これはほぼ間違いなく間違っているが、これは必ずしも反証するための簡単な主張ではないことをロビンに同意する必要があります。私が疑問に思う直接の理由は、選択後の量子計算がPPに等しいことであり、これは統計の再現が難しいことを示唆しているように思われます。スコットアーロンソンには STOCで、BQPでは解決できるがPHではないオラクル関係の問題があることを示す論文をます。

BPPNP=PP


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P ^ {#P} = P ^ {PP}なので、代わりに使用できます。
ロビンコタリ

はい、それは賢明なことでした!
ジョーフィッツシモンズ
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