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arXiv 2404.02414quant-phcs.CCcs.DSmath.STstat.TH
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量子计算机上估计配分函数复杂度的一个简单下界

A simple lower bound for the complexity of estimating partition functions on a quantum computer

Zherui Chen, Giacomo Nannicini

AI总结:

本文针对利用 Gibbs 态相干编码和反射操作估计配分函数的量子算法,通过从未知二进制串 Hamming 重量估计问题归约,证明了反射次数需满足 $\varOmega(1/ε)$ 下界。

摘要:

我们研究了由 Hamiltonian H(x) 表征的 Gibbs 分布的配分函数 $\mathsf{Z}(β)=\sum_{x\inχ} e^{-βH(x)}$ 的估计复杂度。对于通过 Gibbs 态的相干编码并借助反射来解决该任务的量子算法,我们给出了一个简单而自然的下界。我们的主要贡献是:量子算法估计配分函数所需反射次数的 $\varOmega(1/ε)$ 下界。该证明基于从估计未知二进制串 Hamming 重量问题的归约。

英文摘要:

We study the complexity of estimating the partition function $\mathsf{Z}(β)=\sum_{x\inχ} e^{-βH(x)}$ for a Gibbs distribution characterized by the Hamiltonian $H(x)$. We provide a simple and natural lower bound for quantum algorithms that solve this task by relying on reflections through the coherent encoding of Gibbs states. Our primary contribution is a $\varOmega(1/ε)$ lower bound for the number of reflections needed to estimate the partition function with a quantum algorithm. The proof is based on a reduction from the problem of estimating the Hamming weight of an unknown binary string.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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