Gerçek bir Fourier spektrumunu sahte olandan ayırmanın karmaşıklığı nedir?


26

Bir makinesi rastgele Boole fonksiyonu oracle erişim verilir f : { 0 , 1 } , n{ - 1 , 1 } ve iki Fourier spektrumları, g ve h .PHf:{0,1}n{1,1}gh

Bir fonksiyon Fourier spektrumları olarak tanımlanır F : { 0 , 1 } , nR :fF:{0,1}nR

F(s)=x{0,1}n(1)(sxmod 2)f(x)

Bir veya h gerçek Fourier spektrumları olduğunu f diğeri Fourier bilinmeyen rastgele Boole fonksiyonuna ait Spectra sadece sahte.ghf

Bir makinesinin herhangi bir s için yaklaşık F ( ler ) bile bile edemediğini göstermek zor değil .PHF(s)s

Hangisi gerçek olan yüksek başarı olasılığı ile karar vermenin sorgu karmaşıklığı nedir?

Bu sorun değilse, çünkü bana ilginç olan , sonra biri bir kahin akrabası var olduğu gösterilebilir B Q P değil bir alt kümesinde P H .PHBQPPH


5
@Mirmojtaba: Sorunu ve motivasyonu bilmeme rağmen, sorunuzu düzenleyip "Fourier spektrumları" tanımlayabilir ve bu soruna aşina olmayan okuyucular için (veya yalnızca kullandığınız terminolojiyi) motivasyonunu açıklarsanız iyi olur. İnsanlardan bu şekilde daha fazla cevap alabilirsiniz. Ayrıca, soruyu, yorum dizisine eklemek yerine, ek yorumlar eklemek için düzenlerseniz genellikle tercih edilir. (Böylece okuyucular sadece sorunuzu okumalı ve yorumları
okumalılar

4
Belki de sorunu yanlış anladım, ancak bu problem çok zor gibi görünüyor. Eğer g ve h çok yakınsa (sadece 1 bitte farklı olduklarını söyleyin), bir BQP makinesi hangisinin doğru Fourier spektrumunun hangisi olduğuna nasıl karar verir? Arama problemindeki alt sınır bunun kuantum bilgisayarlar için zor olduğu anlamına gelmemeli mi?
Robin Kothari,

7
Daha temel bir sorum var. keyfi bir fonksiyon verildiğinde, gerçekten de bir boole fonksiyonunun fourier spektrumu olup olmadığını söylemek kolay mıdır?
Suresh Venkat

4
bir kenara, çaprazlamadan iki gün önce beklediğinden ve burada da cevap alamadıktan sonra, bunu yapmanın kesinlikle iyi olduğunu düşünüyorum. Ayrıca buraya ulaşılan çözünürlüğe de bakınız: meta.cstheory.stackexchange.com/questions/673/…
Suresh Venkat

2
PH makinesi nedir? Aslında, sadece sorgu karmaşıklığına ilgi duyuyorsanız, bu alakasız görünüyor, değil mi? Bu durumda, problem muhtemelen üssel bir sorgu karmaşıklığı veren basit bir lineer cebir problemine yol açıyor gibi görünmektedir.
domotorp

Yanıtlar:


10

Üzgünüm geciktim - bu harika bir soru! Diğerlerinin de belirttiği gibi, BQP ile PH çalışmamdaki soruyu tam olarak sormamın nedeni budur ve 2008'de başarıya ulaşmadan 4 veya 5 ay boyunca çalışmamın nedeni bu soruyu cevaplamanın bir yolu olabilirdi. "Genelleştirilmiş Linial-Nisan Konjürasyonu" olarak adlandırdığımdan çok daha genel bir açıklama - ancak ne yazık ki, bu varsayım en azından 3. ve daha yüksek devreler için yanlış olduğu ortaya çıktı . (Ben hala en azından BQP ve AM arasında bir kehanet ayrımı sağlayacak olan derinlik-2 devreler için muhtemelen doğru olduğunu düşünüyorum.) bkz Fefferman, Shaltiel, nsanlar kara ve demir yoluyla güzel takip kağıt,


1
tarafından Gharibi'nin yukarıdaki ifadesi aynı mı yoksa biraz farklı mı? Göreceli bir versiyonu mu?
vzn

1
Hafif bir değişken, ancak eşdeğer olduğunu kanıtlamanın zor olmadığına inanıyorum. İlk olarak, eğer Fourier Checking'i çözebilirseniz, o zaman Gharibi'nin problemini de çözebilirsiniz (sadece FC algoritmasını g ve h için ayrı ayrı çalıştırın). Konuşma için, eğer Gharibi'nin problemini çözebilirseniz, o zaman bir FC örneği verilirse, ikinci FC fonksiyonunu "g" veya "h" olarak rasgele bir şekilde adlandırın ve ikisinin diğerini (sırasıyla h veya g) ayarlayın. rastgele bir işlev. Gharibi algoritması her zaman orijinal işlevi FC örneğinden alırsa, bu, örneğin rastgele değil de ilişkili olduğunu gösterir.
Scott Aaronson

1
F P'deyken daha çok bilinen?
Gil Kalai

Gil: Pek değil! Daha sonra, BQP'de PH'da olduğunu bilmediğimiz, ilişkisiz hale gelmiş bir söz problemi yaşarsınız. Kuşkusuz, f ve g'yi yalancı fonksiyonlarla değiştirerek, oracle probleminin "rastgele" durumunu simüle edebilirsiniz (zaman içinde PH makinesinden daha büyük bir polinom olan bilgisayarlı hesaplanır). İşin zor kısmı, kehanet probleminin "ilgisiz" durumunu nasıl simüle edersiniz (f, g'nin Fourier dönüşümüne yakındır)? Yani, "bütün oyundan vazgeçmeyen" f ve g için küçük devreleri nasıl sağlıyorsunuz? (Simon'ın probleminde de benzer bir sorun yaşanıyor.)
Scott Aaronson

1

Scott Aaronson bu soruyu cevaplamak için dünyadaki en iyi insan olabilir, belki de bu soruyu cevapladıktan sonra daha iyi bir cevabı olacaktır. Bu yayınlanan sorunun asıl problemini, fourier kontrol problemi olarak adlandırılan çok hafif bir değişken olarak görmesini önerdi (yorumlarda bu konuya daha fazla değiniyor). sorun, QM karmaşıklığı teorisinin kilit bir açık sorunu olan iki önemli karmaşıklık sınıfını PH ve BQP'yi ayırmakla yakından ilgilidir / neredeyse eşdeğerdir ve muhtemelen çok zordur. Sorun hakkında Aaronson dışındaki herhangi biri tarafından ve belki de kendisinden bile uzak olmayan pek çok doğrudan / ileri araştırma yapıldığı görülmedi (görünüşe göre sadece 2 yaşından biraz fazla).

bununla birlikte, Aaronson dışında biri tarafından yeni bir sonuç ortaya çıkmış olan varsayım / soruna odaklanan / inşa eden en az bir makale.

Üstel Hızlandırmalar Fernando GSL Brandão ve Michał Horodecki'ye Göre Geneldir

Makalemizde [4], Fourier Kontrol problemini [1] yaygınlaştırıyoruz ve hem problemin tanımında hem de onu çözen kuantum algoritmasında Fourier dönüşümünün, büyük bir kuantum devre sınıfı ile değiştirilebileceğini gösteriyoruz. Bunlar, herhangi bir (muhtemelen abelyan olmayan) sonlu grup üzerindeki Fourier dönüşümünü ve kuantum devre setindeki doğal bir dağıtımdan neredeyse yeterince uzun bir kuantum devresini içerir. Bütün bu devreler için üstel kuantum ve postelected klasik sorgu karmaşıklıklarının ayrımlarını elde ediyoruz .


BQPPH
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.