| 講演名 | 2015-09-01 Impossibility of Classically Simulating One-Clean-Qubit Computation 藤井 啓祐(京大), 小林 弘忠(NII), 森前 智行(群馬大), 西村 治道(名大), 玉手 修平(NII), 谷 誠一郎(NTT), |
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| 抄録(和) | Deterministic quantum computation with one quantum bit (DQC1) is a restricted model of quantum computing where the input state is the completely mixed state except for a single clean qubit, and only a single output qubit is measured at the end of the computing. It is proved that the restriction of quantum computation to the DQC1 model does not change the complexity classes NQP and SBQP. As a main consequence, it follows that the DQC1 model cannot be efficiently simulated by classical computers unless the polynomial-time hierarchy collapses to the second level (more precisely, to AM), which answers the long-standing open problem posed by Knill and Laflamme under the very plausible complexity assumption. The argument developed in this paper also weakens the complexity assumption necessary for the existing impossibility results on classical simulation of various sub-universal quantum computing models, such as the IQP model and the Boson sampling. |
| 抄録(英) | Deterministic quantum computation with one quantum bit (DQC1) is a restricted model of quantum computing where the input state is the completely mixed state except for a single clean qubit, and only a single output qubit is measured at the end of the computing. It is proved that the restriction of quantum computation to the DQC1 model does not change the complexity classes NQP and SBQP. As a main consequence, it follows that the DQC1 model cannot be efficiently simulated by classical computers unless the polynomial-time hierarchy collapses to the second level (more precisely, to AM), which answers the long-standing open problem posed by Knill and Laflamme under the very plausible complexity assumption. The argument developed in this paper also weakens the complexity assumption necessary for the existing impossibility results on classical simulation of various sub-universal quantum computing models, such as the IQP model and the Boson sampling. |
| キーワード(和) | 量子計算 / 計算複雑さ |
| キーワード(英) | quantum computation / computational complexity |
| 資料番号 | COMP2015-17 |
| 発行日 | 2015-08-25 (COMP) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | COMP |
|---|---|
| 開催期間 | 2015/9/1(から1日開催) |
| 開催地（和） | 信州大学 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 和田 幸一(法政大) |
| 委員長氏名（英） | Koichi Wada(Hosei Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 増澤 利光(阪大) |
| 副委員長氏名（英） | Toshimitsu Masuzawa(Osaka Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 亀井 清華(広島大) / 古賀 久志(電通大) |
| 幹事氏名（英） | Sayaka Kamei(Hiroshima Univ.) / Hisashi Koga(Univ. of Electro-Comm.) |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Theoretical Foundations of Computing |
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| 本文の言語 | ENG |
| タイトル（和） | |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Impossibility of Classically Simulating One-Clean-Qubit Computation |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 量子計算 / quantum computation |
| キーワード(2)（和/英） | 計算複雑さ / computational complexity |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 藤井 啓祐 / Keisuke Fujii |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 小林 弘忠 / Hirotada Kobayashi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 国立情報学研究所(略称：NII) National Institute of Informatics(略称：NII) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 森前 智行 / Tomoyuki Morimae |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 群馬大学(略称：群馬大) Gunma University(略称：Gunma Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 西村 治道 / Harumichi Nishimura |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 玉手 修平 / Shuhei Tamate |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 国立情報学研究所(略称：NII) National Institute of Informatics(略称：NII) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 谷 誠一郎 / Seiichiro Tani |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 日本電信電話株式会社(略称：NTT) Nippon Telegraph and Telephone Corporation(略称：NTT) |
| 発表年月日 | 2015-09-01 |
| 資料番号 | COMP2015-17 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | COMP-205 |
| ページ範囲 | pp.5-12(COMP), |
| ページ数 | 8 |
| 発行日 | 2015-08-25 (COMP) |