几何局域QAC0电路的计算复杂性分析
𝖰𝖠𝖢0(由任意单量子比特酉门和n量子比特广义托佛利门构成的常数深度、多项式规模量子电路族)的计算复杂度近来备受关注。本研究首次探讨了几何局域性𝖰𝖠𝖢0电路的计算复杂度,其中所有广义托佛利门仅作用于相邻量子比特。研究证明,任何𝖰𝖠𝖢0电路均可被二维几何局域性𝖰𝖠𝖢0电路(即𝟤𝖣-𝖰𝖠𝖢0电路)精确模拟,仅需付出电路规模二次膨胀的代价,从而得出𝖰𝖠𝖢0=𝟤𝖣-𝖰𝖠𝖢0的重要结论。
进一步研究发现,若存在能以有界常数误差计算奇偶校验函数的𝖰𝖠𝖢0电路,则对于任意ε>0,都存在能精确计算奇偶校验函数的𝟤𝖣-𝖰𝖠𝖢0电路,且其宽度可压缩至极薄的nε量级。针对最"纤薄"的𝟣𝖣-𝖰𝖠𝖢0电路(一维𝖰𝖠𝖢0电路),该团队证明了即使允许使用无限数量辅助量子比特,计算奇偶校验函数也需要接近对数级的电路深度下界。当输入量子比特连续编码时,计算奇偶校验函数所需的𝟣𝖣-𝖰𝖠𝖢0电路深度更将达到近线性量级——该下界结果已接近紧确。
这些结论通过限制论证法与光锥论证法的结合得以证明,不仅为研究𝖰𝖠𝖢0电路的计算能力提供了新视角,更为解决"奇偶校验函数是否属于𝖰𝖠𝖢0"这一长期悬而未决的问题开辟了新途径。
量科快讯
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