Comparative Computational Strength of Quantum Oracles
这是一个既定的事实，对于许多有趣的问题，量子算法的基础上查询的标准甲骨文带来的显着改善相比，已知的经典算法。可以想象，还有其他算法重要性的神谕以不太直观的方式起作用，这些限制不适用于这些方式。因此，本文提出了一个更广泛的理解什么是一般的量子预言。我们提出了一个量子预言机的一般定义，并根据其查询的特征值和特征向量的行为对量子预言机进行了分类。我们的目标是确定量子预言机的计算特性，这些特征值和特征向量。在这个框架内，我们试图描述类的量子预言机，有效地模拟了标准的预言机和比较不同种类的量子预言机的计算强度的对手的论点，使用三角多项式。
2004-04-14 quant-ph
Quantum Simulation Logic, Oracles, and the Quantum Advantage
查询复杂度是比较量子计算和经典计算的常用工具，它产生了许多量子算法与经典算法不同的例子。在这里，我们详细研究的作用，神谕发挥量子算法的优势。我们这样做，通过使用一个模拟框架，量子模拟逻辑（QSL），构建预言机和算法，解决了一些问题，具有相同的成功概率和数量的查询的量子算法。与量子计算中使用的量子资源相比，该框架可以仅使用恒定开销的经典资源来模拟。我们的研究结果澄清了使用量子预言机时所做的假设和所需的条件。使用相同的假设在模拟框架内的预言机，我们表明，对于一些特定的算法，如Deutsch-Jozsa和西蒙的算法，根本没有优势，在查询复杂性方面。这并不影响量子查询复杂性提供了量子计算机如何预期行为的例子，这反过来又被证明有助于在Oracle范式之外找到新的量子算法，其中最突出的例子是Shor的整数分解算法。
2019-05-13 quant-ph
Robust Quantum Algorithms with $\eps$-Biased Oracles
本文研究了{ \it-biased oracles}返回正确值的概率仅为$1/2 + \eps$的量子查询复杂度.特别是，我们展示了一个量子算法来计算$N$位或功能与$O(\sqrt{N}/{\eps})$查询$\eps$偏置的神谕。这提高了已知的上限$O(\sqrt{N}/{\eps}^2)$和匹配已知的下限，我们回答了由岩间等人的论文提出的猜想肯定。我们还展示了一个量子算法，以应付的情况下，我们没有知识的值$\eps$。这与相应的经典情况形成对比，在经典情况下，在不知道$\eps$的值的情况下，几乎没有希望实现大于恒定的成功概率。
2006-05-08 quant-ph
Accelerated quantum search using partial oracles and Grover's algorithm
本文提出一种基于部分预言机的多阶段混合量子搜索算法，通过将匹配条件按位独立测试，使搜索复杂度可介于$\mathcal{O}(\sqrt{N})$与$\mathcal{O}(\log(N))$之间，并在置换场景下验证了其有效性。
2024-11-18 quant-ph
Efficient quantum circuit synthesis for SAT-oracle with limited ancillary qubit
如何在有限的资源下实现量子预言，这引起了人们的关注。我们设计了两个辅助可调的高效算法来合成SAT问题的关键组件SAT-oracle。以前的工作需要2 m-1个辅助量子位和O（m）个基本门来合成一个m子句的预言机。第一种算法将辅助量子比特的数量减少到2个\sqrt{m}，电路尺寸最多增加8倍。辅助量子比特的数量可以进一步减少到3个，电路尺寸以二次增加。第二种算法旨在减少电路深度。通过利用第二算法，电路深度可以减少到O（log m），具有m个辅助量子位。
2022-06-09 quant-ph
On continuous variable quantum algorithms for oracle identification problems
我们建立了一个框架，预言机识别问题的连续变量设置，其中所述的问题必然是相同的，在离散变量的情况下，和连续变量表现为通过连续表示在无限维希尔伯特空间。我们应用这种形式主义的Deutsch-Jozsa问题，并表明，由于连续表示和傅里叶变换的对偶表示之间的不确定性关系，相应的Deutsch-Jozsa算法是概率的，因此禁止指数加速，相反，在文献中以前的索赔。
2008-12-19 quant-ph
A genetic-algorithm-based method to find the unitary transformations for any de- sired quantum computation and application to a one-bit oracle decision problem
我们提出了一种基于遗传算法的方法来找到任何所需的量子计算的幺正变换。通过引入待求酉变换的“遗传参数向量”，构造了一种简单的遗传算法，在遗传算法过程中，遗传参数向量的所有分量都演化为酉变换的解参数。我们应用我们的方法来找到最佳的酉变换，并推广相应的量子算法的一个现实的问题，一位的预言决策问题，或通常被称为Deutsch问题。通过数值模拟，我们可以忠实地找到合适的酉变换来解决这个问题，使用我们的方法。我们分析了量子算法所发现的酉变换和推广的原始Deutsch的算法的变体模型。
2015-01-07 quant-ph
Multi-object searching algorithm using subgrouped oracles
我们提出在这项工作中，如果一组组织良好的子神谕是可用的，多对象搜索的算法，确定在未排序的数据库中的$N$项目。根据对象的数量，相位调谐技术包括在算法中。如果一个单一的对象是要搜索，该算法执行的最佳算法的经典排序数据库的两个因素的改进。而如果对象的数量大于1，该算法需要略少于$\log_{4}N$查询，但不存在经典的对应物，因为所得到的状态是标记状态的叠加。
2002-06-16 quant-ph
Quantum Advantage with Faulty Oracle
本文研究故障预言机噪声下量子查询算法的鲁棒性，证明查询复杂度仅二次方增加即可保留超三次方优势问题的量子加速。
2024-11-07 quant-ph
Quantum Algorithms and Oracles with the Scalable ZX-calculus
ZX演算被引入作为一种图形语言，能够以直观的方式表示特定的量子原语。最近的完备性结果已经表明了量子过程的纯图形描述的理论可能性。然而，在实践中，这种方法受到ZX演算固有的低层次性质的限制。可伸缩符号已被提出作为一种尝试，以恢复一个更高层次的观点，同时保持图形语言的拓扑重写规则。我们证明，可扩展的ZX演算提供了一个正式的，直观的，紧凑的框架来描述和证明量子算法。作为概念的证明，我们考虑了标准的基于Oracle的量子算法：Deutsch-Jozsa，Bernstein-Vazirani，Simon和Grover算法，我们证明了它们可以用图形来描述和证明。
2021-09-13 quant-ph
Discrimination of Unitary Transformations and Quantum Algorithms
量子算法通常被理解为多量子比特量子系统在规定的幺正变换序列下的演化。该算法的输入规定了序列中的一些酉变换，而其他变换保持固定。对于oracle查询算法，输入确定oracle酉变换。这样的算法可以被视为区分一组酉变换的装置。问题出现了：“给定一组已知的甲骨文酉变换，在多大程度上可以区分它们？“我们调查了Deutsch-Jozsa问题。任务之间的认可甲骨文酉变换的结果，在一个详尽的收集算法，可以解决这个问题的确定性。
2008-11-09 quant-ph
A generalization of Bernstein-Vazirani algorithm with multiple secret keys and a probabilistic oracle
本文将 Bernstein-Vazirani 问题推广到多秘密密钥和概率性预言机场景，提出量子算法可一次查询确定获得任意密钥并以高概率找到全部密钥，而经典算法无法确定获得任何密钥比特，展示了量子优势。
2025-06-06 quant-ph
Automatic oracle generation in Microsoft's Quantum Development Kit using QIR and LLVM passes
自动预言机生成技术可以为量子算法中的经典组件找到优化的量子线路。然而，大多数实现的预言机生成技术要求，经典的组成部分表示在一个传统的逻辑表示，如逻辑网络，真值表，或决策图。我们实现了LLVM通道，可以自动生成表示经典Q#函数的QIR函数，并将其转换为量子实现此类函数的QIR代码。我们正在使用最先进的逻辑优化和Oracle生成技术的基础上异或与图为此目的。这不仅能够在更高的抽象级别上更自然地描述量子算法，而且还能够实现依赖于技术或特定于应用的预言机生成。
2022-12-04 quant-ph
Grover's search with an oracle distinguishing between solutions
本文提出基于多相位预言机的改进 Grover 算法，使不同解获得不同相位，从而在超过确定性算法所需迭代次数后仍保持高求解概率。
2025-08-30 quant-ph
Deterministic Grover search with a restricted oracle
Grover的量子搜索算法在广泛的一类非结构化搜索问题上提供了优于经典算法的二次量子优势。原始协议是概率性的，在每个查询上以显著的概率返回期望的结果，但通常需要算法的多次迭代。我们提出了一个修改后的版本，以确定返回正确的结果，而无需用户控制量子搜索甲骨文。我们的确定性，两个参数的“D2P”协议利用广义相位旋转取代后，一个标准的Oracle查询的相位反转。与原始Grover搜索中的最佳步骤数相比，D2p协议在不超过一次的额外迭代中实现了100%的成功率，从而实现了相同的二次加速。我们还提供了一个可视化使用布洛赫球增强几何直观。
2022-11-14 quant-ph
Bernstein-Vazirani Algorithm with A CCNOT-Based Oracle
本研究提出一种基于Toffoli（CCNOT）逻辑门量子神谕的Bernstein-Vazirani问题量子算法，具备多项式加速特性，且可拓展求解新问题。
2025-01-09 cs.DS quant-ph
Quantum Measurement Complexity
本文探讨了量子测量的复杂性问题。在可计算性理论中，一个问题的复杂性取决于一个有效的算法需要多长时间来解决它。这种复杂性可以与一个假设的预言机的难度相比较，预言机的输出可以通过可计算函数验证，但不能在物理机器上模拟。我们定义了一个量子预言机的测量，可以通过检查一个单一的副本确定的状态。对于一个可实现的机器，测量的复杂性将取决于需要检查的状态副本的数量。量子预言机不能同时精确测量共轭变量，尽管近似测量可以在海森堡测不准关系的限制下进行。在考虑变量的测量时，如果变量的副本数量有限，则可能存在残余不确定性。具体来说，我们研究的量子测量的复杂性，线性偏振的光子，在几个量子密码方案，我们提出了一个关系，使用信息理论的论点。量子测量复杂性的想法很可能在生物系统的测量中找到用途。
2014-04-29 quant-ph
Quantum Search with Noisy Oracle
研究噪声 oracle 下的非结构化量子搜索，证明在完全去极化或去相位噪声中查询复杂度为 $\tilde{\Theta}(\max\{np,\sqrt n\})$，且错误标志无法改变该下界。
2023-09-26 quant-ph
Quantum algorithm for unstructured search of ranked targets
本文提出将目标优先级编码到Grover预言机算子相位中的新方法，发现其性能取决于优先级参数，并揭示了算法对相关噪声的鲁棒性及多标记项相干性对找到最高优先级项概率的提升。
2025-07-01 quant-ph
Blind Oracular Quantum Computation
在标准的预言机模型中，预言机有效地计算一个未知的经典函数，而不依赖于量子算法本身。量子算法与它们的预言机有着复杂的相互关系;例如，量子加速的可能性受到预言机实现方式的影响。因此，将预言机与它们的量子算法分离是有物理意义的，我们在这里介绍一个这样的分离。我们定义了盲预言量子计算（BOQC）方案，其中预言机是量子网络中的一个独特节点。我们的工作增强了量子计算的客户端-服务器设置，在该设置中，一个强大的量子计算机服务器可在网络上供具有低量子功率的网络上的客户端谨慎使用。在BOQC中，Oracle是另一个与主客户端合作的客户端，以便在服务器上运行Oracle量子算法。主客户端和Oracle之间的合作（几乎）不需要通信。我们证明了BOQC是盲目的：服务器不能学习任何关于客户端的计算。这个证明是在抽象密码学的形式主义所提供的可组合的安全定义内执行的。我们增强了BOQC方案，使其在固态量子网络上运行时具有最小的物理量子位;我们证明了我们称为BOQCo（BOQC优化）的该方案具有与BOQC相同的安全性。
2020-10-26 quant-ph
Subdivided Phase Oracle for NISQ Search Algorithms
由于噪声、中等规模量子（NISQ）机器会快速积累错误，我们需要新的方法来设计NISQ感知算法并评估它们的性能。具有在理想情况下不太理想的特性的算法，例如较低的成功概率，实际上可能优于现有硬件上的理想对应物。我们提出了一个适应Grover的算法，细分的相位翻转成段，以取代数字计数器和复杂的相位翻转决策逻辑。我们应用这种方法来获得最大切割问题的最佳解决方案，在稀疏图，利用多控制，Toffoli样门与剩余相移。我们在IBM Q处理器上实现了该算法，并成功地解决了一个5节点MAX-CUT问题，演示了四个量子比特的振幅放大。这种方法将对一系列问题有用，并可能缩短达到量子优势的时间。
2020-03-31 quant-ph
Topological obstructions to quantum computation with unitary oracles
本文发展拓扑方法证明：无论对酉预言机 U 及其共轭进行多少次查询，量子电路都无法实现 if 子句，即使允许近似、后选择和放宽因果性，并由此揭示了过程层析成像等相关任务的局限性。
2024-03-28 quant-ph
Non-Boolean Quantum Amplitude Amplification and Quantum Mean Estimation
本文将量子振幅放大和振幅估计算法推广到非布尔预言机。一个非布尔的oracle $U_φ$对一个本征态$|x\rangle$的作用是应用一个依赖于状态的相移$φ(x)$。与布尔型预言机不同，非布尔型预言机的特征值$\exp(iφ(x))$不限于$\pm 1$。两个新的预言算法的基础上，这样的非布尔预言。第一种是非布尔振幅放大算法，其基于$φ(x)$的值优先放大本征态的振幅。从给定的初始叠加态$|ψ_0\rangle$开始，以具有较高$\cos(φ)$值的基态为代价来放大具有较低值的$\cos(φ)$的基态。第二种算法是量子平均估计算法，它使用量子相位估计来估计期望值$\langleψ_0|U_φ|ψ_0\rangle$，即，通过对$|ψ_0\rangle$进行测量而采样的随机$x$的$\exp(iφ(x))$的期望值。结果表明，量子平均估计算法提供了一个二次加速比相应的经典算法。这两种算法演示使用模拟玩具的例子。简要讨论了算法的潜在应用。
2021-02-09 quant-ph
Distinguishing symmetric quantum oracles and quantum group multiplication
给定有限维希尔伯特空间上有限群的酉表示，我们展示了如何找到一个状态，该状态在群下的平移是可区分的，具有最高的概率。我们将其应用到几个量子预言问题，包括组乘法问题，其中的产品的有序$n$ -元组的组元素是通过查询元素的元组。对于任何有限群$G$，我们给出了一个用概率为$2/|G|$的单量子查询求$G$中两个元素的乘积的算法。这将Deutsch算法从$Z_2$推广到任意有限群.我们进一步证明了该算法是最优的。我们还介绍了隐藏的共轭元素的问题，其中的预言行动共轭的一个未知元素的组。我们表明，对于许多群体，包括二面角和对称群，未知元素可以确定概率$1$使用一个单一的量子查询。
2015-03-18 quant-ph
Quantum Oracles in Terms of Universal Gate Set
我们提出了一个系统的量子线路的建设实现Grover的数据库搜索算法的任意数量的目标。我们引入了一个新的运营商，翻转的标志的目标，并评估其电路的复杂性。找到了基于该算子的数据库搜索算法的电路复杂度小于传统算法的条件。
2011-08-01 quant-ph
Developing Mathematical Oracle Functions for Grover Quantum Search Algorithm
本文重点介绍Grover算法的一些关键操作原理。这些原则被用来开发一个新的预言功能，说明了使用Grover算法来解决更现实和具体的搜索问题的可能性，如搜索一个简单的数学方程的解决方案。
2021-09-03 cs.DS cs.ET quant-ph
Amplitude Amplification for Optimization via Subdivided Phase Oracle
我们提出一种基于细分相位预言机的振幅放大算法，通过按目标值比例调整相位，在多种分布下将最优解测量概率放大至接近1，并相对经典方法实现显著加速。
2022-05-02 quant-ph
Quantum Algorithms for Identifying Hidden Strings with Applications to Matroid Problems
本文研究识别一对仅两位不同且1的个数相同的n比特字符串的量子算法，在最大内积预言机下实现O(1)查询、在子集预言机下实现n/2+O(√n)查询，均优于经典下界，并应用于寻找2-基拟阵的所有基。
2022-11-19 quant-ph
Oracles with Costs
虽然已经开发了强大的工具来分析量子查询的复杂性，但仍然有许多自然问题不完全符合预言机的黑盒模型。我们创建了一个新的模型，允许多个不同成本的预言机。这个模型捕捉到了某些自然问题的更多困难。我们在一个简单的问题上测试这个模型，用两个神谕搜索，为此我们创建了一个量子算法，我们证明它是渐近最优的。我们进一步给出了一些证据，使用几何图片格罗弗的算法，我们的算法是完全最优的。
2015-11-03 cs.CC quant-ph
Simplified Quantum Algorithm for the Oracle Identification Problem
Phanous Research and Innovation Centre（Phanous研究与创 新中心）
在预言机识别问题中，我们有预言机访问长度为$n$的未知字符串$x$的位，并承诺它属于已知集合$C\subseteq\{0,1\}^n$。目标是使用尽可能少的oracle查询来识别$x$。我们开发了一个量子查询算法来解决这个问题，其查询复杂度为$O\left(\sqrt{\frac{n\log M }{\log(n/\log M)+1}}\right)$，其中$M$是$C$的大小。这个界限已经由Kothari在2014年推导出来，对此我们提供了一个更简洁的证明。
2021-09-08 cs.CC cs.LG quant-ph
Oracle separation of QMA and QCMA with bounded adaptivity
本研究针对查询自适应性有界的量子算法，基于简化的已有神谕构造，引入“滑性”关系性质，证明了QMA与QCMA的神谕分离，为实现二者完全通用的经典神谕分离提供了潜在工具。
2024-02-01 cs.CC quant-ph
Adaptive versus Static Multi-oracle Algorithms, and Quantum Security of a Split-key PRF
在本文的第一部分中，我们展示了一个通用编译器，它可以转换任何可以自适应查询多个oracle的oracle算法，即，可以根据先前的oracle响应决定在什么时候查询哪个oracle，并将其转换为静态算法，该静态算法在执行开始时固定这些选择。与实现这一目标的简单方法相比，我们的编译器单独控制每个oracle的查询复杂度的爆炸，并且只导致非常轻微的爆炸。在本文的第二部分中，我们使用我们的编译器在量子随机预言机模型中展示了由Giacon，Heuer和Poettering（PKC 2018）提出的非常有效的基于散列的分裂密钥PRF的安全性。使用分裂密钥PRF作为密钥导出函数产生安全的KEM组合器。因此，我们的研究结果表明，Giacon等人的基于散列的构造可以安全地用于量子攻击的背景下，例如将一个已经建立但仅具有经典安全性的KEM与一个被认为是量子安全的候选KEM相结合。我们的安全性证明的分裂密钥PRF至关重要地依赖于我们的自适应静态编译器，但我们希望我们的编译器是有用的超出这个特定的应用程序。事实上，我们讨论了一对夫妇的其他，已知的结果，从文献中，将受益于我们的编译器，在这些作品必须经过严重的并发症，以处理适应性。
2022-09-13 cs.CR quant-ph
An optimal quantum algorithm for the oracle identification problem
在预言机识别问题中，我们被赋予对未知N位字符串x的预言机访问权，该字符串x被承诺属于大小为M的已知集合C，我们的任务是识别x。我们提出了一个量子算法的问题，是最佳的依赖于N和M。我们的算法大大简化和改进了Ambainis等人提出的最佳算法。我们的算法在量子学习理论中也有应用，它提高了精确学习的复杂性，解决了Hunziker等人的一个猜想。该算法基于经典学习理论的思想和一个新的过滤$γ_2$ -范数半定规划解的合成定理，其表征量子查询复杂度。我们的组合定理是相当普遍的，并允许我们组成量子算法与输入相关的查询复杂性，而不会产生对数开销的错误减少。作为复合定理的一个应用，我们从布尔矩阵乘法的量子算法中去除了所有的对数因子。
2014-01-06 cs.CC quant-ph
Quantum algorithm for approximating the expected value of a random-exist quantified oracle
该研究提出将量子振幅放大与估计相干组合的算法，在计算随机存在量化预言机期望值（玩家对自然决策有有效反应的概率）时实现二次加速，优于最优经典算法。
2024-11-30 cs.DS quant-ph
Abstract structure of unitary oracles for quantum algorithms
我们证明了一对互补的dagger-Frobenius代数，配备了一个自共轭同态到代数之一，产生一个非平凡的酉态射的产品的代数。这给出了一个抽象的理解，在量子计算中的神谕的结构，我们应用这种理解，开发一个新的算法，确定性识别群同态到阿贝尔群。我们还讨论了信号流网络的范畴理论的应用。
2014-12-30 cs.LO math.CT quant-ph
Tight Bounds for Inverting Permutations via Compressed Oracle Arguments
在他关于记录量子查询的开创性工作[Crypto 2019]中，Zhandry研究了量子查询算法与对应于随机函数的量子预言机之间的相互作用。詹德里提出了一个框架，用于解释甲骨文量子空间中的各种状态，作为算法获得的知识的数据库，并使用这种解释来提供后量子密码学的安全证明。在本文中，我们介绍了一个类似的解释的情况下，预言对应于随机排列，而不是随机函数。由于随机函数和随机置换在安全性证明中具有重要意义，我们希望本框架能在量子密码学中得到应用。此外，我们还展示了如何使用这个框架来证明一个k-查询量子算法的成功概率最多为O（k^2/N）。
2022-01-20 cs.CR quant-ph
Automatic Generation of an Efficient Less-Than Oracle for Quantum Amplitude Amplification
提出一种自动构建无辅助量子比特的相位标记小于 oracle 的经典算法，用于量子振幅放大，并在仿真与真实硬件上证明其深度始终低于 Qiskit UnitaryGate。
2023-03-13 cs.SE quant-ph
Automatic Generation of Grover Quantum Oracles for Arbitrary Data Structures
对量子计算的研究兴趣稳步增长--以及随之而来的量子硬件实现方面的技术进步--推动了有意义的现实世界应用的发展，以及知名量子算法的实现。迄今为止最突出的例子之一是Grover算法，它可以用于非结构化数据库中的高效搜索。经常被屏蔽为黑盒的量子预言在Grover的算法中扮演着重要角色。因此，神谕的自动生成至关重要。此外，Grover量子预言机的相应电路的自动生成与可逆量子逻辑的合成密切相关，尽管在该领域取得了许多进展，但直到今天，在为复杂的布尔函数合成有效和可扩展的电路方面仍然存在挑战。在本文中，我们提出了一个灵活的方法，自动编码的非结构化数据库到预言机，然后可以有效地搜索Grover的算法。此外，我们开发了一种量身定制的量子逻辑综合方法，大大提高了电路的复杂性比其他电流的方法。最后，我们提出了另一种逻辑综合方法，考虑到现实世界的后端扩展的要求。我们比较我们的方法与其他方法，通过评估随机数据库的预言生成和分析所产生的电路复杂性，使用各种指标。
2021-10-14 cs.ET quant-ph
Quantum query complexity of symmetric oracle problems
我们研究了量子学习问题的查询复杂度，其中预言机形成一组酉矩阵$G$。在最简单的情况下，一个希望确定的预言，我们发现一个$t$查询量子算法的最佳成功概率的描述组字符。作为一个应用程序，我们表明，$Ω(n)$查询需要识别一个随机排列在$S_n$。更一般地说，假设$H$是预言机组$G$的一个固定子群，并且给定对从$G$均匀采样的预言机的访问，我们想知道该预言机属于$H$的哪一陪集。我们称这个问题为陪集识别，它推广了一些著名的量子算法，包括Bernstein-Vazirani问题，van Dam问题和有限域多项式插值。我们提供了一个$t$查询算法为这个问题所取得的最佳成功概率的特征理论公式。一个应用程序涉及海森堡群，并提供了一个家庭的问题，这需要$n+1$查询经典和只有$1$查询量子依赖于$n$。
2021-03-03 cs.CC quant-ph
Shor's Algorithm from the Mindset of Quantum Oracles
本工作的目的是在可计算性理论的意义上，通过么正演化的方法，提出一种全新的确定性量子计算（简称QC）的方法。我们从最初的Shor算法开始，解释最新的算法是如何工作的，至少与理论相比。我们将从可计算性和量子力学的一组传统的和众所周知的结果给出一个新的概念基础QC。在实践中，如果可以在其一般意义上使用，我们将显示一个不可访问的相对化的过程，使我们能够获得相同的结果，在相同的时间资源的肖尔的一个因式分解一个给定的数字n。然后，QO系统将是一个原型的方式，给相对化的微积分提供了一种可能性，使其能够实践一个预言，一种迄今为止具有抽象性质的对象。我们的理论化的基本物理工具，我们称之为量子态选择，包括通过正值测量算子（POVM）的孪生组合测量过程，需要提供量子预言的答案。
2011-04-03 cs.CC quant-ph
Co-Designing Spectral Transformation Oracles with Hybrid Oscillator-Qubit Quantum Processors: From Algorithms to Compilation
Yale University（耶鲁大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；IBM Quantum（IBM量子）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Yale Quantum Institute, Yale University（耶鲁大学量子研究所）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出了一种基于混合振子-量子比特量子处理器的谱变换预言机设计方法，实现了高效编译连续谱函数，并展示了在量子自旋模型中准备本征态的应用。
2025-11-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Some Initial Guidelines for Building Reusable Quantum Oracles
量子硬件的发展凸显了量子软件工程的进步，帮助开发人员创建具有高质量属性的量子软件。具体来说，可重用性传统上被认为是一个重要的质量属性，在成本和工作效率方面。提高量子软件的可重用性将有助于开发人员通过重用具有更好质量属性的简单组件来创建更复杂的解决方案，只要重用的组件也具有这些属性。这项工作的重点是预言机的可重用性，这是一种众所周知的量子算法模式，可用于执行其他算法用作输入的功能。特别是，在这项工作中，我们提出了几个准则，使可重复使用的量子预言机。这些准则包括三个不同层次的Oracle重用：启发Oracle的思想，创建Oracle的功能，以及Oracle本身。为了演示这些准则，通过重用更简单的oracle，构建了一系列整数oracle的两个不同实现。这些实现的质量进行评估的功能和量子线路的深度。然后，我们提供了一个文档的例子，按照建议的指导方针，这两个实现，以促进重用所提供的甲骨文。这项工作旨在成为量子软件可重用性的第一个讨论点。需要做更多的工作来建立量子软件可重用性的更具体的标准。
2023-03-27 cs.SE quant-ph
Permutation Superposition Oracles for Quantum Query Lower Bounds
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Bocconi University（博科尼大学）；Max Planck Institute for Security and Privacy（马克斯·普朗克安全与隐私研究所）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
本文推广Zhandry压缩预言机至随机排列，利用严格单调分解表示排列，并证明单轮海绵结构在随机排列模型中无条件抗原像，解决Unruh猜想。
2024-07-12 cs.CR quant-ph
Convex optimization using quantum oracles
我们研究量子算法在多大程度上可以加速求解凸优化问题。遵循经典文献，我们假设通过各种预言机访问凸集，我们研究不同预言机之间的效率降低。特别是，我们展示了如何使用$\tilde{O}(1)$量子查询的成员资格的甲骨文，这是一个指数级的量子加速的$Ω(n)$成员资格查询，需要经典的分离甲骨文可以实现。我们表明，量子计算机可以非常有效地计算凸Lipschitz函数的近似次梯度。将此与李、西德福和文帕拉最近的经典工作的简化相结合，给出了我们有效的分离预言。这又意味着，通过已知的算法，对成员资格预言机的$\tilde{O}(n)$量子查询足以实现优化预言机（成员资格查询的数量的最佳已知的经典上限是二次的）。我们还证明了几个下界：$Ω(\sqrt{n})$量子分离（或成员资格）查询优化所需的算法，如果知道一个内点的凸集，和$Ω(n)$量子分离查询，如果它不需要。
2019-12-20 cs.DS math.OC quant-ph
Quantum conditional query complexity
我们定义并研究了一种新型的量子预言机，量子条件预言机，它提供了与底层分布相关的条件概率的预言机访问。在其他属性中，我们（a）获得了最知名的量子算法的速度提升，用于概率分布的身份测试，等价性测试和均匀性测试;（b）研究了这些预言机用于测试布尔函数属性的能力，并获得了一个算法，用于检查$n$ -输入$m$ -输出布尔函数是否平衡或$ε$ -远离平衡;以及（c）给出一个次线性算法，需要$\tilde{O}(n^{3/4}/ε)$查询，用于测试$n$维量子态是否是最大混合的.
2016-09-06 cs.DS quant-ph
Robustness of Quantum Algorithms for Nonconvex Optimization
最近的研究结果表明，量子计算机具有加速非凸优化问题的潜力。然而，实现量子优化算法的一个关键因素是它们对实验和统计噪声的鲁棒性。在本文中，我们系统地研究量子算法寻找$d$ -维非凸函数的$ε$ -近似二阶驻点（$ε$ -SOSP），非凸优化的基本问题，噪声零阶或一阶预言机作为输入。我们首先证明，直到$O(ε^{10}/d^5)$的噪声，加速扰动梯度下降与量子梯度估计需要$O(\log d/ε^{1.75})$量子查询找到一个$ε$-SOSP。然后，我们证明了扰动梯度下降是鲁棒的噪声的$O(ε^6/d^4)$和$O(ε/d^{0.5+ζ})$的$ζ>0$上的零阶和一阶的预言机，分别提供了一个量子算法与多对数查询复杂度。然后，我们提出了一个随机梯度下降算法，使用量子均值估计的高斯平滑的噪声预言机，这是强大的$O(ε^{1.5}/d)$和$O(ε/\sqrt{d})$噪声的零阶和一阶预言机，分别。量子算法将$O(d^{2.5}/ε^{3.5})$和$O(d^2/ε^3)$查询传递给两个预言机，相对于经典算法给出了多项式加速。此外，我们的特点域量子算法可以找到一个$ε$ -SOSP与多对数，多项式，或指数的查询$d$，或问题是信息理论上无法解决的，甚至由无限数量的查询。此外，我们证明了一个$Ω(ε^{-12/7})$下界在$ε$的任何随机化的经典和量子算法找到一个$ε$-SOSP使用噪声零阶…
2022-12-05 cs.DS quant-ph
ROS: Resource-constrained Oracle Synthesis for Quantum Computers
我们提出了一个完全自动的合成框架的预言功能，在许多量子算法的核心部分。资源受限的Oracle综合（ROS）的建议框架是一个基于LUT的层次化方法，其中每一步都是专门针对解决硬件资源的限制。ROS嵌入了一个LUT映射器，旨在简化连续的合成步骤，根据其相应的量子电路所使用的资源来计算每个LUT的成本。此外，该框架利用了基于SAT的量子垃圾管理技术。这两个特性使ROS能够在量子比特数量和操作数量方面击败最先进的分层方法。该框架的效率证明了合成量子预言格罗弗的算法。
2020-05-01 cs.ET cs.LO quant-ph
A quantum algorithm to estimate the closeness to the Strict Avalanche criterion in Boolean functions
我们提出了一个量子算法（以量子预言的形式），估计一个给定的布尔函数的接近度，满足“严格雪崩准则”（SAC）。该算法需要对布尔函数oracle进行$n$查询，其中$n$是输入变量的个数，这比经典算法执行相同任务所需的查询次数要少。我们比较我们的方法与其他量子算法，可用于估计接近SAC，它表明我们的算法验证SAC与最少的可能调用量子预言，并需要最少的样本为一个给定的置信区间。
2022-11-25 cs.CR cs.DS quant-ph
