Trudności ze zrozumieniem algorytmu kwantowego dla problemu ukrytej podgrupy abelowej


11

Mam trudności ze zrozumieniem ostatnich kroków algorytmu AHSP. Niech G była grupą abelowa i f jest funkcją, która ukrywa podgrupy H . Niech G reprezentują podwójną grupę G .

Oto kroki algorytmu

  1. Najpierw przygotuj państwo,

    I=1|G|gG|g|0.

  2. Następnie zastosuj kwantową wyrocznię, która ocenia f na I , otrzymujemy

    I=gG|g|f(g) .

  3. Teraz zmierzmy drugi kubit I , rozumiemy

    I=(1|H|ΣgH|rh)|f(rh)

    jakiegoś rG .

  4. Teraz stosujemy kwantową transformatę Fouriera na pierwszym kubicie

    Im=1|H|χH|χ,

    gdzie .H={χG:χ(h)=1,hH}

Teraz od państwowego jaki sposób możemy uzyskać generatorów w grupie H ?ImH


Zdecydowanie polecam przeczytanie notatek z wykładów Andrew Childsa na temat AHSP. Są dostępne na stronie math.uwaterloo.ca/~amchilds/teaching/w13/qic823.html
Robin Kothari,

Odpowiedzi:


4

Ta klasyczna obróbka końcowa wykorzystuje kilka nietrywialnych grupowych właściwości teoretycznych grup abelowych. Napisałem dydaktyczne wyjaśnienie, w jaki sposób działa ten klasyczny algorytm [1] ; inne dobre źródła do przeczytania to [ 2 , 3 , 4 ].

HHGO(log|G|)H

HH


Teoria postaci

GG

χg(h)=exp(2πii=1mg(i)h(i)di).
gχgGgχgGG

HHHH

  1. HG

  2. HHHHH

    χg(h)=1, for every gH
    H

Równania liniowe nad grupami

XYbYα:XY

α(x)=b
A, w taki sposób, że powyższy problem może zostać ponownie wyrażony jako gdzie przyjmujemy .
Ax=(a1(1)a2(1)an(1)a1(2)a2(2)an(2)a1(m)a2(m)an(m))(x(1)x(2)x(n))=(b(1)b(2)b(m))modd1modd2moddm=b
Y=Zd1××Zdm

Ostatnią kluczową obserwacją jest to, że istnieją wydajne klasyczne algorytmy do decydowania, czy systemy te dopuszczają rozwiązania, liczą je i je znajdują (badamy niektóre w [1] ). Zbiór rozwiązań ma zawsze postać , gdzie jest konkretnym rozwiązaniem, a jest jądrem (podgrupy ). Te klasyczne algorytmy mogą znaleźć określone rozwiązanie systemu i obliczyć zestaw generatora . Te klasyczne algorytmy wykorzystują kluczowe formy Smithax0+kerαx0kerααXkerα przepisać system w niemal przekątnej formie (konieczne są inne pośrednie kroki, ale powinno to dać intuicyjny obraz).

Układ równań, które można uzyskać w przypadku koduje ukrytej podgrupy . W szczególności ma postać , dla niektórych homomorfizmów grupowych . Jądro jest właśnie ukrytą podgrupą. Szczególnym rozwiązaniem w tym przypadku jest 0, trywialne.HΩx=0ΩΩ


2

Po kroku 4, pomiar w podstawie obliczeniowej losowo da nam jeden . χ G ImχG

Następnie powtórz wszystkie kroki zostały podane razy, aby uzyskać listę znaków w podwójnej grupy . Ta lista znaków generuje podgrupę podwójnej grupy .n G K G nnGKG

Następnie sprawdzamy poprzez (klasycznie) wszystkie możliwe podgrupy , aby znaleźć taki, gdzie jest . H KHHK

Dla ustalonego nie zawsze jest to unikalne dopasowanie, więc gdy występuje degeneracja, wybieramy po prostu największe dopasowanie (ponieważ trywialna podgrupa dopasuje wszystkie listy znaków).n

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.