BQP'deki sorunlar ancak P dışında olduğu düşünülmektedir


19

Wikipedia ancak dışında olduğu düşünülen dört problemi listeledi : Tamsayı çarpanlara ayırma; Ayrık logaritma; Kuantum sistemlerin simülasyonu; Jones polinomunu birliğin belirli köklerinde hesaplamak.PBQPP

Bu tür başka problemler var mı?

Yanıtlar:


22

Bu tür sorunların bir listesine sahip olmak için, kuantum algoritması hayvanat bahçesinde (QAZ) süperpolinomiyal hız iyileştirme listesine bakabilirsiniz . Aşağıdaki liste buna dayanmaktadır ( kesin tanımlar ve referanslar için QAZ'a bakın . Bu, bu listenin birçok problemini anlıyormuş gibi yapmıyorum bile!)

Cebirsel ve Sayılar Teorik Sorunları

Yanılmıyorsam, Abelian gizli alt grup probleminden önce listelenen tüm problemler bunun özel durumlarıdır.

  • çarpanlarına ayırma
  • Ayrık logaritma
  • Pell Denklemi . Faktoring, Pell denklemine indirgenir.
  • Temel İdeal İdeal problem. Pell'in denklemi bu problemi azaltır, bu nedenle en azından faktoring kadar serttir.
  • Birim Grubu sorunu
  • Sınıf Grubu problemi
  • Gauß Sums tahmini
  • Grup Temsillerinin Matris Elemanları
  • Grup Düzeni ve Üyelik
  • Abel gizli alt grup sorunu
  • Abelian olmayan gizli alt grup problemlerinden bazıları (hepsi değil)
  • Gizli vardiya sorununun özel durumları olarak ifade edilen bazı (hepsi değil) sorunlar
  • Bazı (ama hepsi değil) Gizli Doğrusal Olmayan Yapı problemleri
  • Bazı grafikleri keşfetme (Kaynaklı ağaçlar)
  • Abelian ve bazı Abelian olmayan gruplar için Grup İzomorfizması
  • Sonlu Halkalar ve İdeallerin bazı özelliklerini bulun

Yaklaşım ve Simülasyon

  • Kuantum simülasyonu. Açıkçası -tamamlamakBQP
  • Jones polinomunun özel bir durum olduğu HOMFLY polinomu da dahil olmak üzere bazı düğüm değişmezlerini hesaplamak. Bunlardan bazıları şunlardır -tamamlamakBQP
  • Bazı Üç Manifold Değişmezlerini Hesaplama. Bunlardan bazıları şunlardır -tamamlamak.BQP
  • Bazı klasik sistemlerin termodinamik bölme fonksiyonunun hesaplanması
  • Sonlu cisimler üzerinde Zeta fonksiyonlarının hesaplanması
  • Bir dize yeniden yazma sorunudur -tamamlamakPromiseBQP
  • üstel olarak büyük seyrek matrislerin güçlerinin matris elemanlarının yaklaşımı.

Algoritma gerçekten anlamıyorum.

Bunlar esas olarak QAZ'ın bir süperpolinom artışı iddia ettiği algoritmalardır , ancak orijinal sorunun neden dışında olması gerektiği anlamıyorum . Bununla birlikte, paramın çoğunun QAZ'ın doğru ve kendimin yanlış olması üzerine bahse gireceğim .P

  • Yeterince büyük ( ) desen için desen eşleme>log(n)
  • bazı doğrusal sistem problemleri, ancak doğrusal sistem bir kehanet olarak verilirse kuantum algoritmasına sahip olmak .p o l y l o gPpolylog
  • Bir grafiğin Elektriksel Direncinin , elektrik devresi bir kehanet olarak verilirse kuantum algoritmasına sahiptirpolylog
  • Ağırlık Numaralandırıcıları problemi. Kod ve bölüm fonksiyonları ile ilgili bir şey, ama ne hakkında olduğunu anlamıyorum.

B Q P PP problemlerinin 1'inde ve sonra olduğu kanıtlandıBQPP

İşte klasik bir algoritmadan önce verimli bir kuantum algoritmasının yayınlandığı bazı problemler. Başka bir deyişle, bir zamanlar olduğu varsayıldı, ancak değillerdi , ancak bu varsayım şimdi geçersiz kılındı.PBQPP

  • Daha fazla tatmin edici (ancak daha az ) Max E3LIN2 probleminin kısıtlamaları. Juan Berego Vega'nın yorumlarda belirttiği gibi: artık için kuantum sonucu tarafından motive edilen klasik bir algoritma var . ( Bu sonuç üzerine blog yazısı , kağıt 1 , kağıt2 )(1(12constantD)N(1(12122D3/4)N(12constantD)N
  • Öneri sistemleri ( daha ayrıntılı bir açıklama için Scott Aaronson'un blog yayınına bakınız ). Öneri sistemi - à la Netflix / Amazon / vb . - çok yetersiz verilerle seyrek düşük bir matrisini tamamlamak olarak görülebilir . Bilinen klasik algoritma nerede , ad . Matris bir oracle olarak verilirse, Iordanis Kerenidis bir Anupam Prakash 2016 yılında matrisin bilinmeyen unsurlarının örneklerini bulan bir kuantum algoritması buldu ( kağıtk m n k p o l y ( k ) p o l y l o g ( m n )m×nkmnkpoly(k)polylog(mn)). 2018'de, bu ölçeklendirmenin klasik bir makineyle ulaşmanın imkansız olduğunu kanıtlamaya çalışırken, Ewin Tang aslında aynı koşullar altında aynı performansı elde eden klasik bir algoritma buldu ( burada ve burada mevcuttur ).

2
Bu harika bir cevap! Bir yorum: Az önce Max E3LIN2 hızlandırması hakkındaki QAZ girişinin, klasik algoritmalar [1 ], [2 ], [3 ] üzerindeki son gelişmelerden dolayı güncel olmadığını fark ettim . Korkarım ki yazarken bu problem için süperpolinomik bir hız olup olmadığını bilmiyoruz.
Juan Bermejo Vega

1
@JuanBermejoVega: Yorumunuzu dikkate almak için cevabı düzenledim
Frédéric Grosshans

1
Son kurşun noktada, constrant sabiti .

1
Bir güncelleme: şimdi Hayvanat Bahçesi de bu konuda güncel, bkz. "Daha sonra, daha iyi bir yaklaşıklık oranına ulaşan etkin bir klasik algoritma (aslında, yaklaşık sertlik tarafından belirlenen limiti doyuran yaklaşıklık oranı) daha sonra keşfedildi [260]. algoritmalar belirsizliğini koruyor ve aktif bir araştırma alanı. "
Juan Bermejo Vega

1
FYI (1) Bence "BQP tamlığı" ile ilgili tüm iddialar aslında teknik olarak PromiseBQP tamlığıdır. BQP'nin anlamsal bir sınıf olması nedeniyle BQP'nin ( PromiseBQP değil ) herhangi bir problemi olup olmadığının açık olduğuna inanıyorum ve bu soruda her iki yönde de oracles gördüğümü hatırlıyorum. (2) Bence lineer cebir ile ilgili şey b / c "sanıyoruz" nxn lineer sistemler , sistem bir kehanet olarak verilse bile zaman alır ve bu gerekli olan polilog zamanından daha fazladır. kuantum bilgisayardaki aralığa yaklaşmak için. nω
Joshua Grochow
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.