量子物理
[提交于 2025年2月13日
]
标题: 无需对数因子的高效空间量子误差缩减
标题: Space-Efficient Quantum Error Reduction without log Factors
摘要: 给定一个以有界误差输出正确答案的算法,例如$1/3$,有时希望将此误差减少到任意小的$\varepsilon$——例如,如果想要多次调用该算法作为子程序。量子和随机算法通常使用一种称为多数投票的程序,这会带来调用该算法多次的乘法开销$O(\log\frac{1}{\varepsilon})$。最近的一篇论文引入了一种称为\emph{转换器}的量子计算模型,并展示了如何仅使用类似于多数投票的构造\emph{纯化},就能任意减少“误差”。即使无误差的转换器也映射到有界误差的量子算法,因此这并不能免费降低算法误差,但它允许有界误差的量子算法组合而不产生对数因子。在本文中,我们提出了一种净化器的新高度简化的构造,可以理解为类似于多数投票的随机游走解释的线性加权行走。除了提供一种更容易与多数投票对比的新视角外,我们的净化器在空间复杂度上比之前的方案指数级更好,并且对算法的可靠性-完备性差距的依赖关系二次方更好。我们的新净化器具有几乎最优的查询复杂度,甚至达到常数级别,这在将量子算法组合到超常数深度时非常重要。
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