論文の概要: Quantum Communication Advantage for Leader Election and Agreement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.07416v1
• Date: Tue, 11 Feb 2025 09:52:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-12 14:05:52.614467
• Title: Quantum Communication Advantage for Leader Election and Agreement
• Title（参考訳）: 指導的選挙・合意のための量子コミュニケーション手法
• Authors: Fabien Dufoulon, Frédéric Magniez, Gopal Pandurangan,
• Abstract要約: 本稿では,Grover検索や量子カウント,量子ウォークなどの量子アルゴリズム技術が,分散アルゴリズムのメッセージ効率を著しく向上させることを示す。 特に、直径2ネットワークのためのリーダー選挙プロトコルでは、改良されたメッセージ複雑性を実現するために量子ウォークを用いています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6937243101289334
• License:
• Abstract: This work focuses on understanding the quantum message complexity of two central problems in distributed computing, namely, leader election and agreement in synchronous message-passing communication networks. We show that quantum communication gives an advantage for both problems by presenting quantum distributed algorithms that significantly outperform their respective classical counterparts under various network topologies. While prior works have studied and analyzed quantum distributed algorithms in the context of (improving) round complexity, a key conceptual contribution of our work is positing a framework to design and analyze the message complexity of quantum distributed algorithms. We present and show how quantum algorithmic techniques such as Grover search, quantum counting, and quantum walks can make distributed algorithms significantly message-efficient. In particular, our leader election protocol for diameter-2 networks uses quantum walks to achieve the improved message complexity. To the best of our knowledge, this is the first such application of quantum walks in distributed computing.
• Abstract（参考訳）: この研究は、分散コンピューティングにおける2つの中心的な問題の量子メッセージ複雑性、すなわち、同期メッセージパス通信ネットワークにおけるリーダー選挙と合意を理解することに焦点を当てている。 量子通信は、様々なネットワークトポロジにおいて、それぞれの古典的対数を大幅に上回る量子分散アルゴリズムを提示することで、両方の問題に有利であることを示す。 これまでの研究は、ラウンド複雑性(改善)の文脈で量子分散アルゴリズムを研究し、分析してきたが、我々の研究の重要な概念的貢献は、量子分散アルゴリズムのメッセージ複雑性を設計し分析するためのフレームワークを提供することである。 本稿では,Grover検索や量子カウント,量子ウォークなどの量子アルゴリズム技術が,分散アルゴリズムのメッセージ効率を著しく向上させることを示す。 特に、直径2ネットワークのためのリーダー選挙プロトコルでは、改良されたメッセージ複雑性を実現するために量子ウォークを用いています。 私たちの知る限りでは、これは分散コンピューティングにおける量子ウォークの最初の応用である。

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