量子性证明是一种可证明的方法(向经典验证者证明),量子设备可以执行具有同等资源的经典设备无法执行的计算任务。提供量子性证明是构建有用的量子计算机的第一步。目前有三种方法可以展示量子性证明:(i)反转经典困难的单向函数(例如使用 Shor 算法)。这在技术上似乎遥不可及。(ii)从经典难以采样的分布中采样(例如 BosonSampling)。这可能在近期实验的范围内,但对于所有这些已知验证任务,都需要指数时间。(iii)基于加密假设的交互式协议。使用陷门方案可以实现有效的验证,并且实现所需的资源似乎比(i)少得多,但仍比(ii)多。在这项工作中,我们提出了一种显著简化方法 (iii) 的方法,即采用随机预言启发式方法。(我们注意到,我们不应用 Fiat-Shamir 范式。)我们基于任何无爪陷门函数给出了量子性的双消息(质询-响应)证明。与早期的提议相比,我们不需要自适应硬核位属性。这允许使用更小的安全参数和更多样化的计算假设(例如带错误的环学习),从而显著减少成功演示所需的量子计算工作量。
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在发起算法机理设计领域的开创性论文中,Nisan and Ronen [27]研究了设计策略性防止机制以在无关机器上安排工作的问题,旨在最小化Makepan。他们提供了一种策略性的机制,可以实现n个应用,并大胆地猜想这是任何确定性的策略性计划调度机制都可以实现的最佳近似值。经过二十多年的努力,N仍然是Christodoulou等人最著名的近似和最近的工作。[11]能够证明所有确定性策略性机制的近似结合。但是,这种强烈的负面结果在很大程度上取决于以下事实:这些机制的性能是使用最坏情况分析评估的。要克服这种过于悲观的,通常是不信息的,最差的界限,最近的工作集中在“学习增强的框架”上,其目标是利用机器学习的预测来获得改善的近似值,同时近距离固定时,即使在近距离近似近似情况下,这些预测也是如此,即在这项工作中,我们使用学习扬声器的框架研究了Nisan和Ronen [27]的经典战略调度问题,并提供了一种确定性的多项式策略性防止机制,该机制是6一致和2 N-brobust。因此,我们实现了“两全其美的最佳”:O(1)的一致性和O(n)鲁棒性,渐近地与最著名的近似值匹配。然后,我们扩展此结果,以提供更一般的最差近似值保证,作为预测误差的函数。最后,我们通过表明任何1一致的确定性策略防抗机制具有无限稳定性来补充积极的结果。
量子计算是一种计算模型,其中数据存储在受量子物理定律控制的粒子状态下。该理论已经足够确定,可以设计其应用程序从公共和私人参与者那里收集利益的量子算法[29,31,17]。量子对象的基本属性之一是具有双重解释。在第一个中,量子对象被理解为粒子:空间中的确定,局部点,与其他粒子不同。光可以被视为一组光子。在另一种解释中,该对象被理解为波浪:它在空间中“扩散”,可能具有干扰。这是将光解释为电磁波的解释。计算的标准模型使用量子位(Qubits)来存储信息和量子电路[30],以描述带有量子门的量子操作,这是布尔门的量子版本。尽管用于量子计算的普遍模型,但仅以直观的方式给出了量子电路的操作语义。量子电路被理解为某种顺序的低级装配语言,其中量子门是不透明的黑盒。特别是,量子电路本身并不具有任何形式的操作语义,从而引起抽象的推理,方程理论或有充分的重写系统。从表示的角度来看,量子电路是线性操作员的张量和应用的字面描述。这些可以用历史矩阵解释[30]或更近期的总计语义[1,6]来描述这些 - 这可以是
机器人技术的发展趋势是,从与人物理分离工作的工业机器人,转向在工作场所和家中与人协作和互动的机器人。人机交互 (HRI) 领域从计算、设计和社会的角度研究此类交互。与此同时,人们对机器人和自主系统行为的安全性、验证和自动合成的研究兴趣日益浓厚。形式化方法和测试领域专注于系统的验证和合成,旨在对系统进行建模并定义和证明这些系统的规范;在机器人技术的背景下,这些技术考虑了机器人动力学及其与不断变化和不确定的环境的相互作用。然而,与机器人合作的人不仅仅是机器人环境的一部分,还是一个具有意图、信念和行动的自主代理,这些意图、信念和行动与机器人代理的意图、信念和行动相吻合。这引发了与验证和综合相关的新研究问题,包括人机交互的适当模型是什么;是否以及如何
量子数据访问和量子处理可以使某些经典的难处理学习任务变得可行。然而,在不久的将来,量子能力只会提供给少数人。因此,需要允许经典客户端将学习委托给不受信任的量子服务器的可靠方案,以促进广泛获得量子学习优势。基于最近引入的经典机器学习交互式证明系统框架,我们开发了一个用于经典量子学习验证的框架。我们展示了经典学习者无法有效自行解决的学习问题,但他们在与不受信任的量子证明者交互时可以有效可靠地解决这些问题。具体来说,我们考虑了具有均匀输入边际分布的不可知学习奇偶校验和傅里叶稀疏函数问题。我们提出了一种新的量子数据访问模型,我们称之为“混合叠加”量子示例,在此基础上我们为这些任务提供了有效的量子学习算法。此外,我们证明了不可知量子奇偶性和傅里叶稀疏学习可以通过仅具有随机示例或统计查询访问的经典验证器有效地验证。最后,我们展示了学习和验证中的两种一般场景,其中量子混合叠加示例不会导致样本复杂度优于经典数据。我们的结果表明,量子数据用于学习任务的潜在能力虽然不是无限的,但可以通过与不受信任的量子实体交互而被经典代理利用。
零知识范围证明(ZKRP)允许供奉献者说服验证者,秘密值在给定的间隔中。ZKRP有许多应用程序:从匿名凭证和拍卖到加密货币的机密交易。同时,文献中存在众多ZKRP结构,每个构建都有自己的权衡。在这项工作中,我们将围绕ZKRP的知识系统化。我们根据基础建筑技术创建了现有构造的分类,并总结了它们的属性。我们在属性和效率水平方面提供了方案之间的比较,并构建了一个指南,以帮助选择适当的ZKRP来满足不同的应用要求。最后,我们讨论了许多有趣的开放研究问题。
n log n)。在多项式时间内是否可以解决该问题仍然是算法图理论领域的一个众所周知的开放问题。在本文中,我们提出了一种算法,该算法在时间2 o(n 1/3 log 2 n)中求解n-vertex直径-2图中的3-着色。这是对Mertzios和Spirakis算法的第一个改进,即在一般情况下,即没有对实例图进行任何进一步的限制。除了标准分支并将问题减少到2-SAT的实例外,我们算法的关键构建块是关于3色直径-2图的组合观察,使用概率参数证明了这一点。作为侧面结果,我们表明可以在时间2 o((n log n)2 /3)中求解3-颜色。我们还将算法推广到从小直径图到周期中找到同态同态的问题。
找到最大独立集是经典的NP - 硬性问题之一[42]。此外,[36,60]的开创性工作证明了近似MIS的大小至在任何δ> 0的n 1-δ以内的NP硬度。相比之下,输出任何一个顶点都可以琐碎地给出n- apptroximation。[10]给出了一个非平凡的O(n/ log 2 n) - 近似MIS,后来[29]改进了这一点。这些结果表明,该问题的一般形式很难,因此,许多研究工作已致力于在特殊情况下进行近似算法,例如平面图[3,47],矩形交流图[16,22,32],and Expiented-timential-pimential-pimential-time algorith算法[51,31,31,59,59,59,59,59,12]。另一方面,启发式算法尽管有糟糕的案例保证,但在现实世界图上通常表现出值得称赞的表现[4,24,57]。例如,贪婪算法仅提供O(∆)的近似保证,其中∆是g的最大程度。但是,它经常产生令人满意的经验结果。最差的硬度硬度和实际效率之间的差距激发了我们通过超出最坏情况分析的视角研究MIS问题[11,52]。,特别是在现代背景下,我们提出了一个问题的问题,该问题是通过学习吸引人的甲壳的最大独立集。