真のフーリエスペクトルと偽のスペクトルを区別する複雑さは何ですか?


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PHf:{0,1}n{1,1}gh

fF:{0,1}nR

F(s)=x{0,1}n(1)(sxmod 2)f(x)

一または真のフーリエスペクトルであると他の一つは、フーリエが不明ランダムブール関数に属するスペクトルだけの偽物です。ghf

それを示すために難しいことではありません、マシンをすることができていなくてもおおよその任意のため。PHF(s)s

どれが真の成功確率であるかを決定するクエリの複雑さは何ですか?

この問題はでていない場合ので、それは、私には興味深いものです、その後、1がに対するOracleの相対存在することを示すことができるのないサブセットで。PHBQPPH


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@Mirmojtaba:問題と動機はわかっていますが、質問を編集して「フーリエスペクトル」を定義し、この問題(または使用した用語だけ)に精通していない読者に動機を説明していただければ幸いです。そのようにして人々からより多くの答えを得るかもしれません。また、コメントスレッドに投稿するのではなく、質問を編集して追加のコメントを追加する場合も通常は好まれます。(したがって、読者はあなたの質問だけを読む必要があり、コメントは読みません。)
ロビンコタリー

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たぶん私は問題を誤解したかもしれませんが、この問題は難しすぎるようです。gとhが非常に近い場合(1ビットのみが異なる場合など)、BQPマシンはどのようにfの正しいフーリエスペクトルを決定しますか?検索問題の下限は、これが量子コンピューターにとって難しいことを意味するものではありませんか?
ロビンコタリ

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もっと基本的な質問があります。任意の関数が与えられた場合、それが実際にブール関数のフーリエスペクトルであるかどうかを見分けるのは簡単ですか?
Suresh Venkat

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余談ですが、彼はクロスポストの前に2日間待っていたので、ここでも返事を受け取らなかったので、そうするのはまったく問題ないと思います。:解像度は、ここに到達も参照してくださいmeta.cstheory.stackexchange.com/questions/673/...
スレシュヴェンカト

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PHマシンとは何ですか?実際、クエリの複雑さだけに関心があるのであれば、これは無関係のようです。この場合、問題は単純な線形代数問題に要約されるようであり、おそらく指数関数的なクエリの複雑さをもたらします。
-domotorp

回答:


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遅れてすみません-それは素晴らしい質問です!他の人がすでに指摘したように、それがまさに私がBQP対PH論文で質問をした理由であり、2008年に成功せずに4か月または5か月費やした理由です。質問に答える1つの方法は私が「一般化されたリニアル・ニサン予想」と呼んだより一般的な声明---しかし、残念なことに、その予想は、少なくとも深さ3以上の回路では間違っていることが判明しました。(少なくとも、BQPとAMの間のオラクル分離をもたらす深度2回路については、おそらく真実だと思います。)BQPとPHの間のオラクル分離に向けたより最近のアイデア(最新の、私の知る限り)については、Fefferman、Shaltiel、Umansによる素敵なフォローアップペーパーをご覧ください


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上記のGharibiによる質問の声明は同一ですか、それともわずかに異なりますか?それはあなたのものの相対化されたバージョンですか?
vzn

1
わずかなバリエーションですが、同等であることを証明するのは難しくないと思います。まず、もしフーリエチェックを解くことができれば、Gharibiの問題も解くことができます(gとhに対してFCアルゴリズムを個別に実行するだけです)。逆に、Gharibiの問題を解決できる場合は、FCのインスタンスを指定し、2番目のFC関数に「g」または「h」のいずれかをランダムに均一に指定し、2つのうちのもう一方(それぞれhまたはg)をランダム関数。Gharibiアルゴリズムが常にFCインスタンスから元の関数を選択する場合、それはインスタンスがランダムではなく関連していることの証拠です。
スコットアーロンソン

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fがPにあるとき、より知られていますか?
ギルカライ

ギル:そうじゃない!その後、BQPで相対化されていないプロミスの問題が発生しますが、これはPHであることがわかりません。確かに、fとgを擬似ランダム関数(PHマシンが利用できるよりも大きい多項式で計算される)で置き換えることにより、oracle問題の「ランダム」ケースをシミュレートできます。難しいのは、オラクル問題の「関連する」ケースをどのようにシミュレートするかです(fはgのフーリエ変換に近い)。つまり、「ゲーム全体を放棄しない」fやgの小さな回路をどのように提供しますか?(サイモンの問題でも同様の問題が発生します。)
スコットアーロンソン

1

スコットアーロンソンは、この質問に答えるのに世界一の人物かもしれません。おそらく、この質問が投稿された後、彼はより良い答えを得るでしょう。彼は、この投稿された質問が非常にわずかな変形であると思われる元の問題、いわゆるフーリエチェックの問題を提案しました(コメントの詳細を参照)。この問題は、QM複雑性理論の重要な未解決問題である2つの重要な複雑性クラスPHとBQPを分離することに密接に関連/ほぼ同等であり、おそらく非常に困難です。アーロンソン以外の誰でも、おそらく彼でさえも、この問題に関する多くの直接/さらなる研究がこれまでに行われたようには見えません(明らかに2歳以上)。

しかし、ここでは、アーロンソン以外の誰かによる少なくとも1つの論文があり、いくつかの新しい結果を伴う推測/問題に焦点を当てています。

指数関数的高速化は Fernando GSLBrandãoおよびMichałHorodeckiによるジェネリックです

私たちの論文[4]では、フーリエチェック問題[1]を一般化し、問題の定義とそれを解く量子アルゴリズムの両方で、フーリエ変換を量子回路の大きなクラスに置き換えることができることを示します。これらには、任意の(おそらく非アーベル)有限群に対するフーリエ変換と、量子回路のセット上の自然分布からのほぼすべての十分に長い量子回路の両方が含まれます。このようなすべての回路について、量子的および事後選択された古典的なクエリの複雑さの指数関数的な分離を取得します。


補遺:アーロンソンはフーリエチェック問題を、ブランダ論文の参考文献[1]のを解決するための可能な/妥当なルートとして明確に定式化しました。BQPPH
vzn
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