随机Grover搜索
Grover算法在给定目标集合全局预言机的条件下,对无结构搜索实现了二次加速。然而在许多应用中,目标集合被指定为多个约束集合的交集。为交集构建全局预言机可能代价高昂,而单个约束预言机的实现往往简单得多。该团队研究了一种直接使用这些约束预言机的随机化Grover搜索算法。在每次迭代中,研究人员随机选择其中一个对应的Grover算子。对于均匀采样的两算子情形,该团队证明经过 \[ Θ\left(\frac\pi4\sqrt{\frac{N}{r}}\right) \] 次迭代后,成功概率趋近于1,其中 \(r\) 是交集的大小。因此,该算法在不需全局预言机的情况下,达到了与标准Grover搜索相同的渐近查询复杂度。随后,该团队通过一个近似期望Grover演化的辅助算子,将分析推广到任意采样分布和任意数量的Grover算子,同时保持相同的渐近复杂度。该工作进一步表明,高度偏倚的采样分布仍能实现接近单位的成功概率,从而允许更频繁地使用代价更低的Grover算子。最后,该团队证明了渐近最优性,并通过数值模拟支持了理论结果。

