We initiate the study of quantum property testing in sparse directed graphs, and more particularly in the unidirectional model, where the algorithm is allowed to query only the outgoing edges of a vertex. In the classical unidirectional model the problem of testing $k$-star-freeness, and more generally $k$-source-subgraph-freeness, is almost maximally hard for large $k$. We prove that this problem has almost quadratic advantage in the quantum setting. Moreover, we prove that this advantage is nearly tight, by showing a quantum lower bound using the method of dual polynomials on an intermediate problem for a new, property testing version of the $k$-collision problem that was not studied before. To illustrate that not all problems in graph property testing admit such a quantum speedup, we consider the problem of $3$-colorability in the related undirected bounded-degree model, when graphs are now undirected. This problem is maximally hard to test classically, and we show that also quantumly it requires a linear number of queries.


翻译:我们首次研究了稀疏有向图中的量子性质测试问题,特别是在单向模型中,该模型仅允许算法查询顶点的出边。在经典单向模型中,测试$k$-星图自由性(更一般地,$k$-源子图自由性)对于较大的$k$几乎是最大难度的。我们证明了该问题在量子环境下具有几乎二次方的优势。此外,我们通过基于对偶多项式方法对一个中间问题(涉及一种先前未被研究的、性质测试版本的$k$-碰撞问题)给出量子下界,证明了该优势几乎是紧的。为了说明并非所有图性质测试问题都具有此类量子加速,我们考虑了相关无向有界度模型中的$3$-可着色性问题(此时图为无向图)。该问题在经典测试中是最大难度的,我们证明其在量子测试中同样需要线性数量的查询。

0
下载
关闭预览

相关内容

【普林斯顿博士论文】图机器学习,137页pdf
专知会员服务
43+阅读 · 2024年5月1日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
专知会员服务
55+阅读 · 2020年3月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17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
1+阅读 · 2016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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年11月11日
VIP会员
相关资讯
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17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
1+阅读 · 2016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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员