Существует ли квантовый алгоритм аля Дойча, который вычисляет AND вместо XOR?

10

Алгоритм Дойча является хорошо известным квантовым вычислением f(0)+f(1)mod2 только с одной оценкой f . Если мы заменим + на проблема, похоже, станет другой. Мой вопрос: существует ли квантовый алгоритм, вычисляющий значение f(0)f(1) (или AND, если вы предпочитаете), используя только одну оценку f . В противном случае: известно, что такого алгоритма не существует?

Обновление: теперь я узнал о процедуре, которая дает правильный ответ с вероятностью, большей, чем любая классическая процедура. «Ошибка» является односторонней в том смысле, что она всегда дает правильный ответ, когда f(0)f(1)=1 . Это приводит меня к расширенному вопросу: существует ли алгоритм квентума (возможно, похожий на тот, который упомянут ниже) со свойством, что результат равен 1 только если f(0)f(1)=1 ? Конечно, «лучший сценарий» будет алгоритм, который дает правильный ответ с вероятностью 1 .

Магнус Найти
источник

Ответы:

11

Это задание 3, вопрос 5 в продолжающемся введении Ричарда Клива в курс квантовых вычислений . (Похоже, это задание было сегодня.)

Хотя мы не должны отвечать на домашние задания по CSTheory, к счастью, задание отвечает на все ваши вопросы. Он также проведет вас через построение квантового алгоритма. Я настоятельно рекомендую прочитать это.

Робин Котари
источник
Большое спасибо за ответ и ссылку. Странное, но счастливое совпадение с этим заданием.
Магнус Найди
3

Сначала подготовьте состояние (что можно легко сделать, используя один черный ящик и унитарные запросы). Обратите внимание, что два таких состояния, соответствующие разным , всегда имеют внутреннее произведение . Вы можете легко превратить это наблюдение в алгоритм, выполняющийся с односторонней ошибкой или лучше, если вы допустите двустороннюю ошибку (обратите внимание, что лучшая классическая процедура может достичь вероятности не более ).13((1)f(0)|00+(1)f(1)|01+|11)f138923

Марчин Котовски
источник
Я не уверен, что полностью следую. Во всяком случае, после ответа Робина я так и сделал. Спасибо за ответ
Магнус Найди