論文の概要: Deterministic Quantum Search for Arbitrary Initial Success Probabilities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.15512v1
- Date: Wed, 21 May 2025 13:35:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-22 15:42:59.668589
- Title: Deterministic Quantum Search for Arbitrary Initial Success Probabilities
- Title（参考訳）: 任意初期成功確率の決定論的量子探索
- Authors: Harishankar Mishra, Asvija Balasubramanyam, Gudapati Naresh Raghava,
- Abstract要約: 本研究では、任意の初期成功確率に対して効果的に動作する決定論的量子探索アルゴリズムを提案する。
提案手法は、確率的量子探索アルゴリズムが必要とする最適数を超える少なくとも1つの追加イテレーションを導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Unstructured search remains as one of the significant challenges in computer science, as classical search algorithms become increasingly impractical for large-scale systems due to their linear time complexity. Quantum algorithms, notably Grover's algorithm, leverages quantum parallelism to achieve quadratic speedup over classical approaches. Its generalization, the amplitude amplification algorithm, extends this advantage to a broader class of search problems. However, both algorithms are inherently probabilistic and fail to guarantee success with certainty, also they offer no quantum advantage when the initial success probability exceeds 0.5. This work presents a deterministic quantum search algorithm that operates effectively for arbitrary initial success probabilities, providing guaranteed success in searching target states. The proposed approach introduces at most one additional iteration beyond the optimal count required by probabilistic quantum search algorithms. The algorithm preserves the quadratic speedup characteristic of quantum search methods. Additionally, an approach is proposed for the exact search of multiple target states within a bounded number of steps. A complete circuit-level implementation of the proposed algorithm is also presented.
- Abstract（参考訳）: 古典的探索アルゴリズムは線形時間複雑性のため、大規模システムではますます実用的になりつつあるため、非構造化検索はコンピュータ科学における重要な課題の1つとして残っている。
量子アルゴリズム、特にグロバーのアルゴリズムは、古典的アプローチよりも二次的なスピードアップを達成するために量子並列性を利用する。
その一般化である振幅増幅アルゴリズムは、この利点をより広範な探索問題に拡張する。
しかし、どちらのアルゴリズムも本質的に確率的であり、確実に成功を保証できない。
本研究では,任意の初期成功確率に対して有効に動作する決定論的量子探索アルゴリズムを提案する。
提案手法は、確率的量子探索アルゴリズムが必要とする最適数を超える少なくとも1つの追加イテレーションを導入する。
このアルゴリズムは量子探索法の2次スピードアップ特性を保存する。
さらに,複数の対象状態の厳密な探索を,複数のステップで行う手法を提案する。
また,提案アルゴリズムの完全回路レベル実装について述べる。
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