आप वास्तव में दो अलग-अलग प्रश्न पूछ रहे हैं और उम्मीद कर रहे हैं कि एक ही प्रतिक्रिया है जो दोनों का जवाब देती है: (1) क्वांटम मोनोटोन सर्किट की प्राकृतिक धारणाएं क्या हैं? (२) जाली-आधारित रेज़बोर-शैली क्वांटम परिणाम कैसा दिखेगा?
यह स्पष्ट नहीं है कि एक ही समय में दोनों को कैसे प्राप्त किया जाए, इसलिए मैं वर्णन करता हूं कि मुझे क्या लगता है क्वांटम मोनोटोनिक सर्किट की एक उचित धारणा है (यह इंगित किए बिना कि क्या रेज़बोरोव परिणाम है या नहीं), और एक पूरी तरह से अलग धारणा एक "प्राकृतिक" क्वांटम रज़ोरोव अनुमान की तरह दिखाई देगा (यह इंगित किए बिना कि क्या यह सच होने की संभावना है)।
हम क्वांटम से क्या चाहते हैं
जैसा कि मैं टिप्पणियों में कहता हूं, मुझे लगता है कि यूनिटारिटी के एक साँचे में मोनोटोनिक सर्किट की धारणा को निचोड़ने की कोशिश करना आवश्यक नहीं है। क्या यह इस तथ्य में है कि समय के साथ विकास को मानक आधार को संरक्षित करने की आवश्यकता नहीं है, या इस तथ्य में कि माप के कई आधार मौजूद हैं जिसमें परिणाम उलझा हो सकता है, मुझे लगता है कि क्वांटम कम्प्यूटेशन की साइन क्वालिफिकेशन गैर है तथ्य यह है कि मानक आधार एकमात्र आधार नहीं है। यहां तक कि उत्पाद राज्यों के बीच, यह केवल संदर्भ के फ्रेम के एक विकल्प द्वारा परिभाषित कुछ कार्यान्वयन में है।
हमें क्या करना चाहिए इस तरह से चीजों पर विचार करना है ताकि इसकी पारंपरिक निजीकृत जगह से मानक आधार को हटाया जा सके - या, इस मामले में, जितना संभव हो सके, जबकि एकरसता की एक सार्थक धारणा को बरकरार रखा जाए।
क्वांटम मोनोटोन सर्किट का एक सरल मॉडल
एक सर्किट मॉडल पर विचार करें जो कि "मोनोटोन क्वांटम चैनलों" के बारे में त्सुओशी इटो की टिप्पणी में निहित है (और जो एक सर्किट "एक धारणा" जो एकात्मक विकास के लिए प्रतिबंधित नहीं है) क्या करना चाहिए बहुत ज्यादा है।
Let पर हरमिटियन ऑपरेटरों का स्थान हो (ताकि इसमें एक घनत्व पर सभी घनत्व ऑपरेटर शामिल हों)। हम एक क्वांटम मोनोटोन गेट को कैसे परिभाषित करेंगे दो इनपुट से से आउटपुट qubit , इस तरह से कि यह प्रभावी रूप से एक शास्त्रीय नहीं है मोनोटोन गेट? मुझे लगता है कि यह कहना सीधा है कि आउटपुट को प्रतिबंधित नहीं किया जाना चाहिएया, या उनमें से मिश्रण; bu कि "मोनोटोन" होने के लिए, हमें चाहिए कि as और HC2 एक , ख ग | 0 ⟩G:Ha⊗Hb→Hca,bc| 1 ⟩|0⟩⟨0|⟨ 1 ||1⟩⟨1|⟨1|⟨1|Tra(ρab)|1⟩⟨1| जी(ρ ए बी )| 1⟩जी⟨1|Trb(ρab)|1⟩ वृद्धि, का मान गैर-घटता होना चाहिए। दो-इनपुट- गेट के लिए, इसका मतलब है कि सिद्धांत रूप में को लागू करना चाहिए⟨1|G(ρab)|1⟩G
कुछ orthonormal आधार के संबंध में दो-तरफा माप प्रदर्शन करना। , जहां हेमिंग वजन 1 के उप-स्थान पर, और| μ ⟩ , | ν ⟩{|00⟩,|μ⟩,|ν⟩,|11⟩}|μ⟩,|ν⟩
उत्पादन के रूप में कुछ राज्य करने के परिणाम के अनुसार इसका मापन किया जाता है, जहांप्रत्येक लिए ।ρ∈{ρ00,ρμ,ρν,ρ11}⟨1|ρ00|1⟩⩽⟨1|ρλ|1⟩⩽⟨1|ρ11|1⟩λ∈{μ,ν}
सर्किट समझदार तरीके से बस इनकी रचनाएँ हैं। हम यह भी पंखे की बाहर की अनुमति दे सकता, सर्किट के रूप है जो unitarily एम्बेड में और ; हमें इनपुट पर इन मानचित्रों को बहुत कम से कम अनुमति देना चाहिए, ताकि प्रत्येक (नाममात्र शास्त्रीय) इनपुट बिट को कॉपी किया जा सके।|0⟩↦|00⋯0⟩|1⟩↦|11⋯1⟩
ऐसे फाटकों की संपूर्ण निरंतरता पर विचार करना या ऐसे फाटकों के कुछ परिमित संग्रह तक सीमित रखना उचित प्रतीत होता है। कोई भी विकल्प सर्किट के लिए एक अलग "क्वांटम मोनोटोन गेट आधार" को जन्म देता है; कोई विचार कर सकता है कि अलग-अलग मोनोटोन बेस के क्या गुण हैं। राज्यों को पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से चुना जा सकता है, जो कि अखंडता बाधा के अधीन है; यह निस्संदेह दिलचस्प होगा (और शायद बाध्य त्रुटि के लिए व्यावहारिक) सेट करने के लिएऔर, हालांकि मुझे सिद्धांत में इसकी आवश्यकता का कोई कारण नहीं दिखता है। जाहिर है और इस प्रकार के द्वार हैं, जहांतथाρ00,ρμ,ρν,ρ11ρ00=|0⟩⟨0|ρ11=|1⟩⟨1|ρμ=ρν=|0⟩⟨0|ρμ=ρν=|1⟩⟨1|क्रमशः, जो कुछ भी चुनता है या होना चाहिए।|μ⟩|ν⟩
किसी भी निरंतर के लिए कश्मीर , एक भी सहित फाटक ठिकानों पर विचार हो सकता कश्मीर -Input-एक उत्पादन फाटकों। इस मामले में सबसे सरल दृष्टिकोण संभवतः गेट्स अनुमति होगी जो उपरोक्त के रूप में कार्यान्वित किया जा सकता है, जिससे उप- किसी भी अपघटन अनुमति मिलती है प्रत्येक हैमिंग वेट के , और आवश्यकता के लिए उस
प्रत्येक के लिएG:H⊗k→HVw⩽H⊗k20⩽w⩽k
max|ψ⟩∈Vw⟨1|G(|ψ⟩⟨ψ|)|1⟩⩽min|ψ⟩∈Vw+1⟨1|G(|ψ⟩⟨ψ|)|1⟩
0⩽w<k । यह स्पष्ट नहीं है कि यह आपको कितनी अतिरिक्त कम्प्यूटेशनल शक्ति देगा (न ही शास्त्रीय मामले में भी)।
मुझे नहीं पता कि शास्त्रीय मामले से परे ऐसे सर्किट के बारे में कुछ कहना दिलचस्प है, लेकिन यह मुझे "क्वांटम मोनोटोन सर्किट" की सबसे आशाजनक उम्मीदवार परिभाषा लगती है।
Razborov के परिणाम का एक क्वांटम संस्करण
पर विचार करें टिम Gowers द्वारा प्रदर्शनी के परिणामों के एलन और Boppana (1987), Combinatorica 7 पीपी। 1-22 जो Razborov के परिणामों को मजबूत बनाने (और उनके तकनीकों का स्पष्ट कुछ बनाता है) गुट के एक लय जटिलता के लिए। "आधा स्थान" घूरते हुए सेट के एक परिवार के पुनरावर्ती निर्माण के संदर्भ में गोवर्स इसे प्रस्तुत करते हैंप्रत्येक के लिए बूलियन क्यूब का । अगर हम क्वांटम लवोवेज़ लोकल लेम्मा के अनुरूप, बेस सेट में मानक आधार की निजीकृत स्थिति को हटाते हैं , तो हम उप-समूह पर विचार कर सकते हैं।
Ej={x∈{0,1}n:xj=1}
1⩽j⩽nH⊗n2एक द्विआधारी प्रस्ताव के अनुरूप करने के लिए (चाहे एक राज्य उप-वर्ग के अंतर्गत आता है, या इसके बजाय orthogonal है) जो माप से उत्पन्न हो सकता है। उदाहरण के लिए, हम विचार कर सकते हैं subspaces द्वारा दिए गए
हम उप-स्थानों के संयोजन और विघटन की
मात्रा-तार्किक एनालॉग की अनुमति देते हैं :
nAj⩽H⊗n2Aj=UjEj,where for each 1⩽j⩽nEj:={|x⟩:x∈Ej};Uj:H⊗n2→H⊗n2 a unitary of bounded complexity.
A∧B=A∩B;A∨B=A+B={a+b:a∈A,b∈B}.
हम फिर पूछते हैं कि कब तक एक स्थान प्राप्त करने के लिए रिक्त स्थान के संयोजन और अव्यवस्था का पुनरावर्ती निर्माण आवश्यक , जैसे कि पर प्रोजेक्टर केवल प्रोजेक्टर से थोड़ा भिन्न होता है आकार क्लिक्स वाले ग्राफ के सूचक कार्यों द्वारा छोड़े गए स्थान पर ; उदाहरण के लिए, ताकि
CΠCCΠK(r)r∥ΠC−ΠK(r)∥∞<1/poly(n)। मोनोटोनिक भाग क्वांटम तार्किक संचालन में शामिल है, और इनपुट के बारे में आदिम प्रस्ताव क्वांटम भी हैं।
अलगाव किसी भी ज्ञान है जिसके लिए ब्लैक बॉक्स माप का उपयोग कर प्रतियों की एक सीमित संख्या पर मापन के द्वारा निश्चय के साथ प्राप्त किया जा सकता के अनुरूप नहीं है: सामान्य स्थिति में, वहाँ एक कम्प्यूटेशनल समस्या के रूप में इस इलाज के साथ एक समस्या है और अकेले , जब तक कि वे कम्यूटिंग प्रोजेक्टर की छवियां नहीं हैं। इस सामान्य समस्या को अभी भी ज्यामितीय-दहनशील जटिलता के बारे में एक दिलचस्प परिणाम के रूप में माना जा सकता है, और निराश स्थानीय हैमेलियनियन से संबंधित परिणामों को जन्म दे सकता है। हालाँकि, यह अधिक स्वाभाविक हो सकता है कि केवल उप-स्थानABAjकम्यूटिंग प्रोजेक्टरों से उत्पन्न होती है, जिस स्थिति में डिजिज सिर्फ उन प्रोजेक्टरों के माप परिणामों का शास्त्रीय OR है। तब हमें यह आवश्यकता हो सकती है कि इकाइयां सभी समान हों, और यह मोनोटोन शास्त्रीय पोस्ट-प्रोसेसिंग (जो उन घटनाओं पर तार्किक संचालन करता है) के साथ एकात्मक सर्किट (जो "आदिम घटनाओं" को जन्म देती है) के बारे में एक समस्या बन जाती है।Uj
यह भी ध्यान रखें कि यदि हम रिक्त स्थान पर किसी भी आगे प्रतिबंध लागू नहीं है , यह कुछ अंतरिक्ष के साथ बहुत ही उच्च ओवरलैप के साथ एक उपस्पेस किया जा रहा है हो सकता है मानक के आधार द्वारा फैला कहा गया है , वे बाइनरी स्ट्रिंग्स हैं जिनमें ।AjE⊥kx∈E¯kxk=0
इस संभावना को आप उतरी बनाता है, तो आप हमेशा की आवश्यकता हो सकती है कि किसी भी से अलग होने का एक कोण है कम से कम के (ताकि हमारे आदिम उप-स्थान सबसे कम से कम, उन उप-नस्लों से निष्पक्ष हैं जिनमें से एक बिट 1 पर सेट है)।AjE⊥kπ2−1/poly(n)
यदि हम इस तरह का प्रतिबंध नहीं लगाते हैं, तो यह मुझे प्रतीत होता है कि उप- स्वीकार करने में उच्च साथ वैसे भी CLIQUE (r) सन्निकट करने के लिए एक बाधा होगी; या तो हम एक विशेष बढ़त (इसकी उपस्थिति के बजाय) की अनुपस्थिति पर विचार करने के लिए अधिक-या-कम प्रतिबंधित होंगे, या हम किनारों में से एक को पूरी तरह से अनदेखा करने के लिए मजबूर होंगे। इसलिए, मैं इसे बहुत ही महत्वपूर्ण नहीं , पर कोई प्रतिबंध नहीं लगाया जा सकता है, सिवाय इसके कि वे सभी प्रोजेक्टरों के आने-जाने वाले सेट की छवियां हैं, अगर किसी का लक्ष्य यह है कि कैसे विचार करना है "सरल क्वांटम प्रस्तावों से नीरस मूल्यांकन" "। सबसे खराब रूप से, यह इनपुट पर नहीं द्वार की अनुमति देने के लिए शास्त्रीय रूप से राशि देगा (और नकार के बाद सभी प्रशंसक-आउट होने)।E⊥kAj
फिर से, यह मेरे लिए स्पष्ट नहीं है कि क्या आधार सेटों को प्रतिस्थापित करने के लिए मनमाने ढंग से उप- केवल उप- का उपयोग करने की तुलना में अधिक दिलचस्प समस्या को जन्म देता है ; हालाँकि यदि हम खुद को CNF फॉर्मूले (कम्यूटिंग या नॉन-कम्यूटिंग केस) के मामले में प्रतिबंधित कर देते हैं, तो हमें प्राप्त होने वाले परिणाम एक निराशा-मुक्त हैमिल्टन की जटिलता की कुछ धारणा के अनुरूप होंगे, जिनकी जमीनी स्थिति में मानक आधार शामिल है। राज्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं।H⊗n2Ej