首先考虑经典解决方案。由于我们对F一无所知,因此我们能做的最好的就是按随机输入进行评估。如果我们很幸运地找到x和x 0,以便f(x)= f(x 0),那么我们有答案,r = x⊕x 0。测试M值后,您将消除大约M(M -1) / 2可能的R向量(即,对于每对M向量的每对X X 0)。当m2⇡2n时,您将完成。因此,平均而言,您需要进行2 n/ 2个功能评估,这在输入的大小上是指数的。对于n = 100,它需要大约2 50⇡1015评估。“以每秒1000万个电话为单位,大约需要三年的时间”(Mermin,2007年,第55页)。我们将看到,量子计算机可以在大约120个评估中以高概率(> 1-10-6)确定R。以每秒1000万个电话,这将需要大约12微秒!
线性椭圆运算符的定量随机均质化已经被众所周知。在此贡献中,我们向前迈进了具有P-生长的单调操作员的非线性设置。这项工作致力于定量的两尺度扩展结果。通过处理2≤p<∞的指数范围d≤3,我们能够考虑真正的非线性椭圆方程和系统,例如 - a(x)(x)(1 + |∇| p-p-p-2)∇u = f(使用随机,非不必要的对称)。从p = 2到p> 2时,主要困难是分析相关的线性化操作员,其系数是退化的,无限的,并取决于通过非线性方程的解决方案的随机输入a。我们的主要成就之一是控制这种复杂的非线性依赖性,导致迈耶对线性化运算符的估计值,这是我们得出的最佳定量两尺度扩展结果的关键(这在周期性设置中也是新的)。
量子过程层析成像 (QPT) 方法旨在识别(即估计)给定的量子过程。QPT 是一种主要的量子信息处理工具,因为它特别允许人们表征量子门的实际行为,而量子门是量子计算机的基石。然而,通常的 QPT 程序很复杂,因为它们对用作要表征过程的输入的量子态设置了几个约束。在本文中,我们扩展了 QPT 以避免两个这样的约束。一方面,通常的 QPT 方法要求人们知道,因此要非常精确地控制(即准备)用作所考虑量子过程输入的特定量子态,这很麻烦。因此,我们提出了一种盲目或无监督的 QPT 扩展(即 BQPT),这意味着这种方法使用的输入量子态的值是未知的和任意的,只是要求它们满足一些一般的已知属性(并且这种方法利用了所考虑量子过程的输出状态)。另一方面,通常的 QPT 方法要求人们能够准备相同(已知)输入状态的多个副本,这具有限制性。与此相反,我们提出了“单准备 BQPT 方法”(SBQPT),即只能对每个考虑的输入状态的一个实例进行操作的方法。这里通过数值验证的实用(S)BQPT 方法说明了这两个概念,在以下情况下:(i)使用随机纯态作为输入,并且它们所需的属性特别与定义它们的随机变量的统计独立性有关;(ii)所考虑的量子过程基于圆柱对称海森堡自旋耦合。作为基准,我们还引入了专用于所考虑的海森堡过程的非盲 QPT 方法,我们分析了它们的理论行为(这需要本文针对随机输入状态开发的工具),并通过数值测试它们对系统性和非系统性误差的敏感性,这些误差在实践中最有可能出现。这表明,即使对于非常低的准备误差(尤其是系统误差),这些非盲 QPT 方法的性能也远低于我们的 SBQPT 方法。我们的盲目和单一准备 QPT 概念可以扩展到更广泛的过程类别和基于其他量子态属性的 SBQPT 方法,如本文所述。