准最优量子马尔可夫链谱隙估计

该论文提出了一种用于马尔可夫链谱隙估计的量子算法,该算法在所有参数下关于顶点数量都是准最优的(即最优至多对数因子),并且若允许的相对误差超过某个临界值,其关于谱隙倒数本身也是准最优的。特别值得注意的是,相较于最优可能的经典算法,这些结果实现了近二次方的优势。该算法还改进了现有量子技术水平,研究人员认为这不仅具有理论意义,在实际应用中也可能产生重要影响:了解马尔可夫链的谱隙可以加速马尔可夫链蒙特卡洛中的采样过程。该工作采用量子奇异值变换方法,并由此发展了一套关于马尔可夫链转移矩阵块编码的理论,这些理论可能具有独立的研究价值。特别地,研究人员针对代数定义的两类马尔可夫链转移矩阵,提出了显式的块编码方法。

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提交arXiv: 2026-01-12 14:50

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