Audrey Lee 1,Katharine Floyd 2,Shengyang Wu 1,1,1,1,1,1,1,1,1,5 Harolds,5,5,5,5,5,Anna Pavenko 5,Victor Lujan 1 Garry P. Nolan 3,Prabhu Arunachalam 1,Mehul Suthar 2,BaliAudrey Lee 1,Katharine Floyd 2,Shengyang Wu 1,1,1,1,1,1,1,1,1,5 Harolds,5,5,5,5,5,Anna Pavenko 5,Victor Lujan 1 Garry P. Nolan 3,Prabhu Arunachalam 1,Mehul Suthar 2,Bali
我们重新审视了 Bshouty 和 Jackson [SIAM J. Comput. 1998, 28, 1136–1153] 提出的表征量子 PAC 学习复杂性的问题。在这种情况下,已经证明了几种量子优势,然而,没有一种是通用的:它们适用于特定的概念类,并且通常仅在已知生成数据的分布时才有效。在一般情况下,Arunachalam 和 de Wolf [JMLR, 19 (2018) 1-36] 最近表明,量子 PAC 学习者只能获得相对于传统 PAC 学习者的常数因子优势。我们表明,通过自然扩展 Arunachalam 和 de Wolf 使用的量子 PAC 学习定义,我们可以在量子学习中获得通用优势。确切地说,对于任何 VC 维度为 d 的概念类 C,我们表明存在一个具有样本复杂度的 (ϵ, δ)-量子 PAC 学习者
摘要 尽管在某些情况下使用量子样本可能比使用经典样本更有效地学习概念类,但 Arunachalam 和 de Wolf [3] 证明,在量子 PAC 和不可知论学习模型中,量子学习者的渐近效率并不比经典学习者更高。他们通过量子态识别和傅里叶分析建立了样本复杂度的下限。在本文中,我们通过信息论方法推导出 PAC 和不可知论模型中量子样本复杂度的最佳下限。证明可以说更简单,相同的想法可用于推导出量子学习理论中其他问题的最佳界限。然后,我们转向优惠券收集器问题的量子类似物,这是概率论中的一个经典问题,在 PAC 学习研究中也具有重要意义。Arunachalam、Belovs、Childs、Kothari、Rosmanis 和 de Wolf [1] 将该问题的量子样本复杂度表征为常数因子。首先,我们证明了上述信息论方法无法得出最佳下限。作为副产品,我们得到了任意高维纯态的自然集合,这些纯态不易(同时)区分,而集合具有接近最大的 Holevo 信息。其次,我们发现信息论方法为该问题的近似变体得出了渐近最佳界限。最后,我们通过广义 Holevo-Curlander 集合可区分性界限,推导出具有精确领先阶项的量子优惠券收集器问题的尖锐下限。我们研究的量子优惠券收集器问题的所有方面都取决于相关 Gram 矩阵的谱的属性,这可能是独立的兴趣所在。
组织委员会教授Kusum Arunachalam教授,Senr S.S. Suthar教授,Senr Dr。 Suneet Naithani,Senr Vipin Kumar Saini博士,Senr Dr。 Achlesh Daverey,Senr Dr。 Archana Sharma,Senr博士Vijay Sridhar博士,Senr Ujjwal Kumar博士,Senr Dr。 Rommla Chandra,Senr Arun Kumar博士,化学Charu Dwivedi博士,化学博士Shivani Verma博士,化学博士Himani Sharma博士,物理学博士Vikas Sharma博士,物理学Khushboo博士,物理学博士,物理学Mishra,CS Anuj Kumar博士,CS Maheep Singh博士
此外,我还要感谢伯克利的博士后,他们同样公开地为我提供了时间、想法和友谊:Rotem Arnon-Friedman、Anurag Anshu、Adam Bouland、Andrea Coladangelo 和 Henry Yuen。我特别要感谢 Anurag,首先他是我的朋友,其次在 COVID-19 大流行期间非常支持我的想法,并与我一起写出了一些很棒的结果,这些结果构成了本论文的核心。此外,Anand Natarajan 一直很高兴与我合作进行研究,我很高兴他是我的朋友和搭档厨师。我也很幸运能与许多其他优秀科学家合作:Srinivasan Arunachalam、Thom Bohdanowicz、Sergey Bravyi、Nikolas Breuckmann、Elizabeth Crosson、Bill Fefferman、Sandy Irani、Bryan O'Gorman 和 Sujit Rao;研究并不是在真空中进行的。
摘要:我们对 Arunachalam、Briët 和 Palazuelos (SICOMP'19) 的主要结果进行了新的介绍,并表明量子查询算法由一类新的多项式来表征,我们称之为傅里叶完全有界多项式。我们推测所有这样的多项式都有一个影响变量。这个猜想比著名的 Aaronson-Ambainis (AA) 猜想(计算理论'14)要弱,但对量子查询算法的经典模拟具有相同的含义。我们通过证明它适用于齐次傅里叶完全有界多项式来证明 AA 猜想的一个新案例。这意味着如果 d 查询量子算法的输出是 2 次 d 的齐次多项式 p,那么它有一个影响变量至少为 Var [ p ] 2。此外,我们给出了 Bansal、Sinha 和 de Wolf (CCC'22 和 QIP'23) 的结果的另一种证明,表明块多线性完全有界多项式具有影响变量。我们的证明更简单,获得更好的常数,并且不使用随机性。
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