离散量子随机游走研究

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量子计算作为一种新型的计算模式,在解决质因子分解等计算难题时,展现出了比经典计算更高效的计算能力,因而引起人们的广泛关注。近些年来,随着对量子计算领域研究的深入,研究者们在量子随机游走、解线性方程组等诸多方面取得了很多重要进展。量子随机游走作为随机游走在量子领域的自然延伸,为人们发现更多更好的量子算法提供了一个新的研究思路。本文将介绍量子随机游走的有关内容。  本文首先介绍了量子力学的一些基本概念及Grover算法,并给出了Grover算法的一个应用实例。接着介绍了量子随机游走的两种模型:硬币量子随机游走、散射量子随机游走,将线上H硬币量子随机游走和经典的一维随机游走进行比较,说明了量子随机游走有加速算法的潜能。然后介绍了第一个量子随机游走算法,即SKW算法,该算法的时间复杂度虽然和Grover算法相同,但其作用空间维数低,易于实现。  最后介绍了量子随机游走的一个重要应用,即目前在图上查询三角形问题最好的一个算法,该算法结合了Johnson图上量子随机游走、组合等思想,降低了算法复杂度。并对文中的一个重要引理给出了自己的证明。
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