कुशल क्वांटम समाधानों के साथ एनपी-मध्यवर्ती समस्याएं


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पीटर शोर ने दिखाया कि सबसे महत्वपूर्ण एनपी-मध्यवर्ती समस्याओं में से दो, फैक्टरिंग और असतत लॉग समस्या, बीक्यूपी में हैं। इसके विपरीत, SAT (ग्रोवर की खोज) के लिए सबसे अच्छा ज्ञात क्वांटम एल्गोरिथम केवल शास्त्रीय एल्गोरिथ्म पर एक द्विघात सुधार पैदा करता है, यह इंगित करता है कि एनपी-पूर्ण समस्याएं अभी भी क्वांटम कंप्यूटरों पर अचूक हैं। जैसा कि अरोड़ा और बराक बताते हैं, BQP में एक समस्या यह भी है कि इसे NP में नहीं जाना जाता है, जिससे अनुमान लगाया जा सकता है कि दोनों वर्ग अतुलनीय हैं।

क्या कोई ज्ञान / अनुमान है कि ये एनपी-मध्यवर्ती समस्याएं बीक्यूपी में क्यों हैं, लेकिन एसएटी (जहां तक ​​हम जानते हैं) क्यों नहीं है? क्या अन्य एनपी-मध्यवर्ती समस्याएं इस प्रवृत्ति का पालन करती हैं? विशेष रूप से, BQP में ग्राफ समरूपता है? (यह एक अच्छी तरह से नहीं है)।



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मुझे लगता है कि मुझे इस सवाल का समाधान करना चाहिए कि बीपीपी में एनपी-इंटरमीडिएट की कुछ समस्याएं क्यों हैं, और अन्य का पता नहीं है। केवल एक चीज मैं वास्तव में आत्मविश्वास से कह सकता हूं कि बीक्यूपी में होने वाली समस्याएं विभिन्न वर्गों में आती हैं, और प्रत्येक वर्ग के भीतर, आमतौर पर समाधान में एक ही तकनीक का उपयोग किया जाता है। मेरी पिछली टिप्पणी में दो लिंक देखें
पीटर शोर

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कोई भी BQP- पूर्ण समस्या BQP में एक समस्या के उदाहरण के रूप में कार्य करती है जिसे NP में जाना नहीं जाता है।
रॉबिन कोठारी

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क्वांटम ग्राफ आइसोमॉर्फिज्म एल्गोरिथ्म के बारे में: tuvalu.santafe.edu/~moore/qip-slides.pdf
हेक बेनेट

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BQP-पूरा? क्या कोई बीक्यूपी-पूर्ण समस्या का हवाला दे सकता है?
Cem Say

जवाबों:


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ग्राफ आइसोमॉर्फिज्म BQP में होने के लिए ज्ञात नहीं है। इसे लगाने की कोशिश पर बहुत काम किया गया है। एक बहुत ही गहन अवलोकन यह है कि ग्राफ समरूपता को हल किया जा सकता है यदि क्वांटम कंप्यूटर सममित समूह के लिए गैर-एबेलियन छिपी उपसमूह समस्या को हल कर सकते हैं (फैक्टरिंग और असतत लॉग द्वारा हल किया जाता है। एबेलियन छिपे हुए उपसमूह समस्या का उपयोग करना, जो बदले में एबेलियन समूहों पर क्वांटम फूरियर रूपांतरण लागू करके हल किया जाता है)।

जिन तरीकों से लोगों ने ग्राफ आइसोमॉर्फिज्म को हल करने की कोशिश की है उनमें से एक गैर-एबेलियन समूहों के लिए क्वांटम फूरियर ट्रांसफॉर्म को लागू करने से था। सममित समूह सहित कई गैर-एबेलियन समूहों के लिए क्वांटम फूरियर रूपांतरण के लिए एल्गोरिदम हैं। दुर्भाग्य से, ऐसा प्रतीत होता है कि ग्राफिकल आइसोमिफ़िज्म को हल करने के लिए सममित समूह के लिए क्वांटम फूरियर रूपांतरण का उपयोग करना संभव नहीं हो सकता है; इस बारे में काफी कुछ पत्र लिखे गए हैं जो बताते हैं कि यह काम नहीं करता है, एल्गोरिथम की संरचना पर विभिन्न धारणाएं दी गई हैं। ये कागज़ शायद वही हैं जो आपको Google में मिलते हैं।


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मुझे लगता है कि मैंने MathOverflow प्रश्न में श्रेणी 2 (QFT / HSP) में आने वाली समस्याओं के बारे में पूछा था, और यह महत्वपूर्ण समानता है। धन्यवाद!
हेक बेनेट

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पीटर ने कहा कि सब कुछ पर यह एक अच्छा सर्वेक्षण है। arxiv.org/abs/0812.0380
मार्कोस विलग्रा

ग्राफ आइसोमॉर्फिज़्म पर प्रो। बाबई के परिणाम के साथ, जीआई पर क्वांटम कंप्यूटर एल्गोरिथ्म की जटिलता के बारे में क्या है?
एक्स्ट्रा लार्ज _At_Here_There

हमारे पास कोई क्वांटम एल्गोरिदम नहीं है जो इस बिंदु पर शास्त्रीय एल्गोरिदम से बेहतर करते हैं।
पीटर शोर

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लोकगीत का उत्तर यह है कि फैक्टरिंग "संरचित" इस तरह से है कि सामान्य एनपी-पूर्ण समस्याएं नहीं हैं, और यही कारण है कि हम केवल मध्यवर्ती समस्याओं के लिए क्वांटम लाभ खोजने में सक्षम हैं।

संभवतः आपके प्रश्न का एक सरल संस्करण कम्प्यूटेशनल जटिलता पर नहीं, बल्कि बूलियन फ़ंक्शन की क्वेरी जटिलता को देखना है। यहाँ हम कुछ बातें सिद्ध रूप से कह सकते हैं, जैसे कि यह तथ्य कि सुपरपोलीनोमियल स्पीडअप केवल आंशिक कार्यों के लिए ही संभव है ( http://arxiv.org/abs/quant-ph/9802049 में साबित ) और उन कार्यों के लिए नहीं जो उनके इनपुट में सममित हैं। और आउटपुट ( http://arxiv.org/abs/0911.0996 में साबित )।

ये परिणाम सीधे बीक्यूपी बनाम एनपी प्रश्न पर प्रकाश नहीं डालते हैं, लेकिन क्या मुझे लगता है कि यह निर्धारित करने की दिशा में सार्थक कदम हैं जहां मात्रात्मक लाभ है।

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