Motivated by the quantum speedup for dynamic programming on the Boolean hypercube by Ambainis et al. (2019), we investigate which graphs admit a similar quantum advantage. In this paper, we examine a generalization of the Boolean hypercube graph, the $n$-dimensional lattice graph $Q(D,n)$ with vertices in $\{0,1,\ldots,D\}^n$. We study the complexity of the following problem: given a subgraph $G$ of $Q(D,n)$ via query access to the edges, determine whether there is a path from $0^n$ to $D^n$. While the classical query complexity is $\widetilde{\Theta}((D+1)^n)$, we show a quantum algorithm with complexity $\widetilde O(T_D^n)$, where $T_D < D+1$. The first few values of $T_D$ are $T_1 \approx 1.817$, $T_2 \approx 2.660$, $T_3 \approx 3.529$, $T_4 \approx 4.421$, $T_5 \approx 5.332$ (the $D=1$ case corresponds to the hypercube and replicates the result of Ambainis et al.). We then show an implementation of this algorithm with time complexity $\text{poly}(n)^{\log n} T_D^n$, and apply it to the Set Multicover problem. In this problem, $m$ subsets of $[n]$ are given, and the task is to find the smallest number of these subsets that cover each element of $[n]$ at least $D$ times. While the time complexity of the best known classical algorithm is $O(m(D+1)^n)$, the time complexity of our quantum algorithm is $\text{poly}(m,n)^{\log n} T_D^n$.


翻译:由 Ambainis 等人 (2019年) 为在 Boolean 超立方 上动态的量度编程量度增速 Ambainis 等人 (2019年), 我们调查哪个图表认可了类似的量值优势。 在本文中, 我们检查了 Boolean 超立方图( $D, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元

0
下载
关闭预览

相关内容

《碳中和愿景下储能产业发展白皮书》27页ppt
专知会员服务
65+阅读 · 2021年3月30日
最新《自监督表示学习》报告,70页ppt
专知会员服务
85+阅读 · 2020年12月22日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
一份循环神经网络RNNs简明教程,37页ppt
专知会员服务
168+阅读 · 2020年5月6日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
阿里120页PPT诠释国家“智能+”战略
智能交通技术
4+阅读 · 2019年4月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
OpenAI丨深度强化学习关键论文列表
中国人工智能学会
17+阅读 · 2018年11月10日
基于Lattice LSTM的命名实体识别
微信AI
47+阅读 · 2018年10月19日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年6月16日
Arxiv
0+阅读 · 2021年6月16日
VIP会员
相关VIP内容
《碳中和愿景下储能产业发展白皮书》27页ppt
专知会员服务
65+阅读 · 2021年3月30日
最新《自监督表示学习》报告,70页ppt
专知会员服务
85+阅读 · 2020年12月22日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
一份循环神经网络RNNs简明教程,37页ppt
专知会员服务
168+阅读 · 2020年5月6日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
阿里120页PPT诠释国家“智能+”战略
智能交通技术
4+阅读 · 2019年4月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
OpenAI丨深度强化学习关键论文列表
中国人工智能学会
17+阅读 · 2018年11月10日
基于Lattice LSTM的命名实体识别
微信AI
47+阅读 · 2018年10月19日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员