Pebble games model computations under a fixed space budget. Spooky pebbling allows quantum memory to be released by measurement, with the resulting phases corrected later. We study two-input computations with binary-tree dependencies and determine the optimal work and parallel depth for complete binary trees. Our key idea is to clean up the tree in blocks, reducing repeated recomputation of intermediate values. For the complete tree $B_h$ with $n=2^h-1$ vertices and every space budget $h+1\le s\le n$, we give an algorithm with asymptotically optimal work $Θ(nh/\log(s+1))$. At the minimum budget $s=h+1$, this improves the $O(n\log n)$ bound of Kornerup, Sadun, and Soloveichik to $Θ(n\log n/\log\log n)$, resolving their time-optimality question. We also construct a parallel schedule with optimal depth \[ Θ\!\left(h+\frac ns \max\!\left\{\frac{h}{\log(s+1)},\,1+\log^*h\right\}\right). \] Our lower bounds hold for every full binary tree. We also show that achieving optimal parallel depth can require asymptotically more work than minimizing work alone. Applying our schedule to the RNS point-addition trees in the public implementation of Chevignard, Fouque, and Schrottenloher reduces their Toffoli/AND gate count by $20.86\%$ for a P-224 instance and $22.66\%$ for a P-256 instance, using the same arithmetic circuits and peak workspace.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【知识图谱@ACL2020】Knowledge Graphs in Natural Language Processing
专知会员服务
66+阅读 · 2020年7月12日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18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
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11日
Github项目推荐 | PyTorch 中文手册 (pytorch handbook)
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
【泡泡图灵智库】密集相关的自监督视觉描述学习(RAL)
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年10月6日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
国家自然科学基金
5+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
0+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
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 10月1日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
7+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
7+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
10+阅读 · 10月10日
相关资讯
Github项目推荐 | PyTorch 中文手册 (pytorch handbook)
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
【泡泡图灵智库】密集相关的自监督视觉描述学习(RAL)
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年10月6日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
相关基金
国家自然科学基金
5+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
0+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
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员