量子线性方程组求解器的稀疏度相关复杂度下界

量子线性系统(QLS)求解器是一类基础的量子算法,在机器学习、微分方程求解等众多潜在量子计算应用中具有重要作用。量子算法的性能通常通过查询复杂度来衡量,该指标量化了访问输入数据所需的oracle调用次数。决定QLS求解器复杂度的主要参数包括线性系统的条件数κ、稀疏度s以及目标误差ϵ。迄今为止,最著名的查询复杂度下界为Ω(κlog(1/ϵ)),这证明了最新QLS求解器的最优性。该下界的原始证明归功于Harrow和Kothari,但其成果未正式发表。此外,在讨论包含系统稀疏度s的更普遍下界时,学界普遍认为应表述为Ω(κs√log(1/ϵ))。该工作建立了严格捕获QLS稀疏度依赖性的下界证明,针对恒定误差的QLS量子算法,该团队证明了Ω(κs√)的下界。虽然参数κ、s、ϵ之间的完整依赖关系仍是未解难题,但这一成果为全面刻画QLS复杂度奠定了关键基石。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-23 12:27

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