采样(近似)布尔函数的傅里叶变换的复杂性


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量子计算机可以做的一件事(甚至可能仅使用BPP +对数深度量子电路)是对P中布尔值函数的傅里叶变换进行近似采样。±1

在这里和下面,当我谈论采样傅立叶变换时,我的意思是根据选择x 。(如有必要,请进行标准化)。|f^(x)|2

我们能否描述P的近似采样布尔函数的复杂度类,我们可以称之为P-FOURIER SAMPLING?这堂课有没有完整的问题?

给定X类布尔函数,可以说关于计算复杂度,我们可以将其称为SAMPLING-X,它是对X中函数的傅立叶变换进行近似采样的方法。(我想如果X是BQP,则X-SAMPLING为仍然在量子计算机的能力之内。)

在S中有SAMPLING-X的X的例子是什么?有没有有趣的例子,其中SAMPLING-X是NP硬的?

此问题有多种变体也可能很有趣。在傅立叶方面,我们可以谈论的不是近似样本,而是近似抽样能够(概率地)实现的决策问题。在原始方面,我们可以从概率分布的类X开始,并询问近似采样X中的分布D和近似采样(归一化)傅立叶变换的能力之间的关系是什么。

简而言之,关于此问题的已知信息。

更新:马丁·施瓦兹(Martin Schwarz)指出,如果所有傅立叶系数本身都只集中在多项式条目上,那么在BPP中就有可能近似这些大系数(从而也近似于样本)。这可以追溯到Goldreich-Levin,和库什列维兹-曼苏尔。是否有有趣的函数类,其中有一个概率多项式算法可以对傅里叶侧进行近似采样,其中傅里叶系数的分布比多项式系数大?

稍后添加:让我提及一些具体问题。

1)在P中近似采样布尔函数的傅立叶变换有多困难。

a)斯科特·亚伦森(Scott Aaronson)在下面的评论中提到的一个问题是要表明这不在BPP中。或更弱一点的是,如果此任务在BPP中进行,则会发生崩溃。(苏格兰人猜想就是这种情况。)

b)另一个问题是表明,就某些基于量子的复杂性类别而言,这项任务很难。例如,为了表明您可以执行此任务,您可以借助对数深度量子计算机或类似的工具解决BPP中的决策问题。

2)什么是布尔函数类,以便大约可以对P的Fourler变换进行采样在P中。我们知道的是,当Fourier系数集中于多项式多项式系数时,就是这种情况,但这似乎非常局限。

3)在PH中,X机可以近似采样X机可以计算的每个函数的傅立叶变换的复杂度等级X。

4)我对采样交叉事件的傅里叶变换以在n x n的六边形网格上进行渗滤的问题特别感兴趣。


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吉尔,如果这是你的兴趣:之前亚历克斯阿尔希波夫和我开始BosonSampling工作,“原始”的事情,我想证明的是,近似傅立叶采样的问题-即,正是您所描述的问题-是不是在BPP中,除非多项式层次结构崩溃。不幸的是,我无法证明这一点,甚至无法获得好的证据,这促使我们将注意力转移到玻色子和“健壮的#P完全”永久物上。但是,我现在想重申一下我的猜想,即仅假设PH为无限,近似傅里叶采样很难。:-)
斯科特·亚伦森

谢谢,斯科特,他很有趣。我将在问题的下一个编辑中提及您的猜想。
吉·凯莱

斯科特,BTW,是不是通过永久性论证表明BPP中的BOSONSAMPLING暗示了对傅立叶采样的PH值也崩溃了?
吉·凯莱

吉尔:是的,对于精确的采样算法,完全相同的论点也适用。但是对于近似采样算法,我不确定:人们将不得不相信,傅立叶系数的近似计算平均应为#P-完全,正如Arkhipov和我推测的那样,近似艾德·高斯矩阵的永久性应为# P完全平均。
Scott Aaronson

Answers:


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F^XØpØÿñΩ1个/pØÿñPPž2

Ω2ñ/2


谢谢,马丁!我想不知道从AC_0函数的Fouriet变换采样有多困难,对吗?(在的情况下,深度2曼苏尔的猜想称,它是多项式(使用随机化)。
吉尔·卡莱
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