量子物理
[提交于 2018年12月11日
(此版本)
, 最新版本 2019年4月15日 (v3)
]
标题: 量子查询复杂性的正则语言三重性
标题: A Quantum Query Complexity Trichotomy for Regular Languages
摘要: 我们提出了一种关于正则语言量子查询复杂性的三元定理。 每个正则语言的量子查询复杂度为 Theta(1),~Theta(sqrt n),或 Theta(n)。 正则语言的极端均匀性使其无法具有其他渐近复杂度。 这与甚至上下文无关语言形成对比,我们证明它们可以具有 Theta(n^c) 的查询复杂度,其中 c 是 [1/2,1] 中的所有可计算值。 我们的结果意味着正则语言的近似度存在等价的三元定理,并且对于敏感度、块敏感度、证书复杂度、确定性查询复杂度和随机查询复杂度,存在二元定理——要么是 Theta(1),要么是 Theta(n)。 分类定理的核心是一个显式的量子算法,该算法可以在 ~O(sqrt n) 时间内决定任何无星语言的成员资格。 这一被广泛研究的正则语言家族有许多有趣的特征,例如,作为自然数上带有小于关系的一阶逻辑中的句子表达的语言。 因此,不仅无星语言可以捕捉如 OR 这样的函数,还可以表达如“存在一对 2,使得它们之间的所有内容都是 0”这样的函数。 因此,我们将无星语言的算法视为对 Grover 算法的非平凡推广,该算法将量子二次加速扩展到比之前已知更广泛的字符串处理算法范围。 我们展示了在评估动态常深度布尔公式和识别嵌套常数层深度的平衡括号等问题上的应用。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.