Blockmodeling of a given problem represented by an $N\times N$ adjacency matrix can be found by swapping rows and columns of the matrix (i.e. multiplying matrix from left and right by a permutation matrix). Although classical matrix permutations can be efficiently done by swapping pointers for the permuted rows (or columns) of the matrix, by changing row-column order, a permutation changes the location of the matrix elements, which determines the membership of a group in the matrix based blockmodeling. Therefore, a brute force initial estimation of a fitness value for a candidate solution involving counting the memberships of the elements may require going through all the sum of the rows (or the columns). Similarly permutations can be also implemented efficiently on quantum computers, e.g. a NOT gate on a qubit. In this paper, using permutation matrices and qubit measurements, we show how to solve blockmodeling on quantum computers. In the model, the measurement outcomes of a small group of qubits are mapped to indicate the fitness value. However, if the number of qubits in the considered group is much less than $n=log(N)$, it is possible to find or update the fitness value based on the state tomography in $O(poly(log(N)))$. Therefore, when the number of iterations is less than $log(N)$ time and the size of the considered qubit group is small, we show that it may be possible to reach the solution very efficiently.


翻译:给定一个由$N\times N$邻接矩阵表示的问题,其分块建模可通过交换矩阵的行与列实现(即左乘与右乘置换矩阵)。尽管经典矩阵置换可通过交换被置换行(或列)的指针高效完成,但改变行列顺序会改变矩阵元素的位置,进而决定矩阵分块建模中元素的群组归属。因此,针对候选解初始适应的暴力估算(需统计元素归属关系)可能需要遍历所有行(或列)之和。类似地,置换操作同样可在量子计算机上高效实现,例如对量子比特施加NOT门。本文利用置换矩阵与量子比特测量,展示了如何在量子计算机上求解分块建模问题。在该模型中,通过对少量量子比特的测量结果进行映射,即可表征适应度值。然而,当所考察量子比特组的数量远小于$n=log(N)$时,可基于态层析成像在$O(poly(log(N)))$复杂度内计算或更新适应度值。因此,当迭代次数少于$log(N)$时间且考虑的量子比特组尺寸较小时,我们证明了可能以极高效率获得解。

0
下载
关闭预览

相关内容

Group一直是研究计算机支持的合作工作、人机交互、计算机支持的协作学习和社会技术研究的主要场所。该会议将社会科学、计算机科学、工程、设计、价值观以及其他与小组工作相关的多个不同主题的工作结合起来,并进行了广泛的概念化。官网链接:https://group.acm.org/conferences/group20/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月29日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月28日
Deep Anomaly Detection with Outlier Exposure
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月21日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:00
21世纪的无人机战争
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:05
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:51
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员