既知の量子利点がない問題


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私は、量子コンピューターを使用することで既知の複雑さの利点がない既知の自然な計算問題のリストが何であるのか疑問に思っていました。

手始めに、編集距離の計算は、最速の既知の量子アルゴリズムが最速の既知の古典的アルゴリズムであると思われるものだと思います。より暫定的には、既知の量子スピードアップ(既知の最速の単位コストのワードRAMアルゴリズムと比較して)がないもう1つの問題としてソートを提案します。


私は厳しい制限を設定したくありませんが、NPの問題や既知の効率的な古典的な解決策がない問題に特に関心があります。


フアンベルメホベガの提案に続き、ここでさらに説明を加えます。量子コンピュータを使用する場合、現時点で既知の大きな時間複雑さの利点がまったくないNPの問題に興味があります。O

私は利点がないことが証明できる場合に焦点を合わせておらず、指数関数的な高速化に焦点を合わせていません(つまり、多項式も問題ありません)。これまでのところ、私の質問の例は2つしかないようですが、それが本当に真実である場合、これは非常に驚くべきことです。


全体的な実行時間のスピードアップがないなどの複雑さの利点、または操作中に言語クラスが閉じられていること?
ライアン

@ライアン全体の実行時間を短縮しないことを意味しました。質問ありがとうございます。
レンビック2015年

すでに多項式時間。:-)
kasterma 2015年

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@kastermaこれは正しいとは思いません。現在、量子スピードアップが行われているポリタイム問題はたくさんあります。
レンビック2015年

(a)「証明可能な量子アドバンテージがない」と「既知の量子アドバンテージがない」のどちらであるかを指定して、この質問を洗練することをお勧めします。(b)問題が(PまたはBPPにない問題に関して)指数または多項式の高速化に関するものかどうか。(c)他のタイプの高速化(たとえば、PまたはBPP内の問題に対する対数的な高速化)が許可されるかどうか。
フアンベルメホベガ

回答:


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これはNPではなく、比較ベースのソートです。下限は、情報理論です。Ωログ


情報理論的な限界は、量子アルゴリズムがそれを打ち負かすことができないことを示しません。 グローバーのアルゴリズムを検討してください。)

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バツ[]=バツログΘ

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Ωログ

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@SashoNikolovリッキーに定義した非構造化検索の問題は、失敗するオプションを提供していませんでした。私が与えた議論はその問題についても成り立つ。FOCSでAmbainisによって与えられた下限(私が見つけることはできませんでした)は、おそらく1つだけが小さな確率で成功する必要があるより一般的な問題のためです。同じことは、ソートの問題と、リンク先のarXivペーパーにも当てはまります。
タイソンウィリアムズ

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@SashoNikolov:あなたが書いたものに同意します。タイソン形式の情報理論的境界は、「1つのクエリで1つのビットが学習される」ことが必ずしも量子論に当てはまるわけではないことを示しています。問題の出力がビットであるBernstein-Vazirani問題を考えます。したがって、古典的なマシンは情報理論上の理由でn個のクエリを実行する必要がありますが、量子コンピューターは1つのクエリで実行できます。
Robin Kothari

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最近、SODA 2018のこの論文では、準二次時間を持つ量子コンピューターの編集距離の定数係数近似アルゴリズムを示しています。なお、準二次時間を持つ古典的なコンピューターの編集距離の定数係数近似アルゴリズムはまだ知られていません。さらに、そのようなアルゴリズムは古典的なコンピュータには存在しないと考えられています。


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最後の文は正しいとは思いません。同じ複雑さの従来のソリューションに複雑さの影響はありません。
レンビック2018

@レンビックあなたは正しかった。この論文は、以前の論文を何らかの形で逆量子化し、二次以下の時間の複雑さにおける編集距離の定数係数近似アルゴリズムを発見しました。詳細については、このブログ投稿を参照してください。
Mohemnist
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