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布尔复值Holant问题在共轭闭签名集下的二分法

A Dichotomy for Boolean Complex Holant Problems with Conjugate-Closed Signature Sets

Jincheng Guan, Shuai Shao, Zhuxiao Tang

arXiv 2609.13132首次发表:更新:

发表机构

University of Science and Technology of China; University of Wisconsin-Madison(中国科学技术大学; 威斯康星大学麦迪逊分校)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

针对共轭闭复值签名集的布尔Holant问题,证明了与实值情形相同的四条件二分法,并利用射影二元群框架、量子纠缠及绝对最大纠缠态分类解决归纳证明中的6元障碍。

AI 中文摘要

我们研究签名集在共轭下封闭的复值布尔Holant问题。这类集合自然出现在量子电路的经典强模拟的张量网络表达式中。我们证明了此类问题的一个复杂性二分法,并给出了显式的可判定性准则。这扩展了实值Holant问题的二分法,且具有相同的四个可判定性条件。我们的证明使用了Xia的射影二元群框架和量子纠缠理论。共轭闭包假设恰好使$k$-均匀性直接适用于Holant问题的分类,通过Holant小工具实现约化密度矩阵。我们还使用绝对最大纠缠态的分类来解决我们归纳证明\#P-困难性中的一个特定的$6$元障碍。

英文摘要

We study Boolean Holant problems with complex-valued signature sets closed under conjugation. Such sets arise naturally in tensor-network expressions for classical strong simulation of quantum circuits. We prove a complexity dichotomy for such problems with an explicit tractability criterion. This extends the dichotomy for real-valued Holant problems, with the same four tractability conditions. Our proofs use Xia's projective binary group framework and quantum entanglement theory. The conjugate closure assumption precisely makes $k$-uniformity, directly applicable to the classification of Holant problems, by realizing reduced density matrices via Holant gadgets. We also use the classification of absolutely maximally entangled states to resolve a particular $6$-ary obstruction in our inductive proof of the \#P-hardness.

Comments96 pages, 3 figures

论文原文

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