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Enregistrement W3082756794 · doi:10.4230/lipics.itcs.2021.32

Bounds on the QAC$^0$ Complexity of Approximating Parity

2020· preprint· en· W3082756794 sur OpenAlexaff
Gregory Rosenthal

Notice bibliographique

RevueDROPS (Schloss Dagstuhl – Leibniz Center for Informatics) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueQuantum Computing Algorithms and Architecture
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésToffoli gateUpper and lower boundsElectronic circuitParity (physics)QubitMathematicsPhysicsDiscrete mathematicsQuantumCombinatoricsQuantum gateQuantum mechanicsMathematical analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

QAC circuits are quantum circuits with one-qubit gates and Toffoli gates of arbitrary arity. QAC$^0$ circuits are QAC circuits of constant depth, and are quantum analogues of AC$^0$ circuits. We prove the following: $\bullet$ For all $d \ge 7$ and $\varepsilon>0$ there is a depth-$d$ QAC circuit of size $\exp(\mathrm{poly}(n^{1/d}) \log(n/\varepsilon))$ that approximates the $n$-qubit parity function to within error $\varepsilon$ on worst-case quantum inputs. Previously it was unknown whether QAC circuits of sublogarithmic depth could approximate parity regardless of size. $\bullet$ We introduce a class of "mostly classical" QAC circuits, including a major component of our circuit from the above upper bound, and prove a tight lower bound on the size of low-depth, mostly classical QAC circuits that approximate this component. $\bullet$ Arbitrary depth-$d$ QAC circuits require at least $Ω(n/d)$ multi-qubit gates to achieve a $1/2 + \exp(-o(n/d))$ approximation of parity. When $d = Θ(\log n)$ this nearly matches an easy $O(n)$ size upper bound for computing parity exactly. $\bullet$ QAC circuits with at most two layers of multi-qubit gates cannot achieve a $1/2 + \exp(-o(n))$ approximation of parity, even non-cleanly. Previously it was known only that such circuits could not cleanly compute parity exactly for sufficiently large $n$. The proofs use a new normal form for quantum circuits which may be of independent interest, and are based on reductions to the problem of constructing certain generalizations of the cat state which we name "nekomata" after an analogous cat yōkai.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Intégrité de la recherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,908
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0040,005
Intégrité de la recherche0,0000,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,058
Tête enseignante GPT0,276
Écart entre enseignants0,218 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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