論文の概要: Multi-target quantum walk search on Johnson graph
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.04424v1
- Date: Mon, 06 Oct 2025 01:29:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.64186
- Title: Multi-target quantum walk search on Johnson graph
- Title(参考訳): ジョンソングラフ上のマルチターゲット量子ウォーク探索
- Authors: Pulak Ranjan Giri,
- Abstract要約: 非常に高い確率でジョンソングラフ上の複数の目標頂点を探索できるのは$mathcalC_g$コインだけです。
また,$mathcalC_g$のコイン演算子の性能に関する数値解析から,$mathcalC_g$のコイン演算子だけが高い確率で複数のターゲット頂点を探索できることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The discrete-time quantum walk on the Johnson graph $J(n,k)$ is a useful tool for performing target vertex searches with high success probability. This graph is defined by $n$ distinct elements, with vertices being all the \(\binom{n}{k}\) $k$-element subsets and two vertices are connected by an edge if they differ exactly by one element. However, most works in the literature focus solely on the search for a single target vertex on the Johnson graph. In this article, we utilize lackadaisical quantum walk--a form of discrete-time coined quantum walk with a wighted self-loop at each vertex of the graph--along with our recently proposed modified coin operator, $\mathcal{C}_g$, to find multiple target vertices on the Johnson graph $J(n,k)$ for various values of $k$. Additionally, a comparison based on the numerical analysis of the performance of the $\mathcal{C}_g$ coin operator in searching for multiple target vertices on the Johnson graph, against various other frequently used coin operators by the discrete-time quantum walk search algorithms, shows that only $\mathcal{C}_g$ coin can search for multiple target vertices with a very high success probability in all the scenarios discussed in this article, outperforming other widely used coin operators in the literature.
- Abstract(参考訳): Johnson グラフ $J(n,k)$ 上の離散時間量子ウォークは、高い成功確率でターゲット頂点探索を行うのに有用なツールである。
このグラフは$n$異なる元で定義され、頂点はすべての \(\binom{n}{k}\) $k$-要素部分集合であり、2つの頂点は1つの元によって正確に異なる場合、エッジで連結される。
しかし、文献におけるほとんどの研究は、ジョンソングラフ上の単一のターゲット頂点の探索にのみ焦点をあてている。
本稿では、このグラフの各頂点に弱自己ループを持つ離散時間量子ウォークの形式である不連続量子ウォークを用い、最近提案した修正コイン演算子 $\mathcal{C}_g$ とともに、ジョンソングラフ $J(n,k)$ の様々な値に対して複数の目標頂点を求める。
さらに、離散時間量子ウォークサーチアルゴリズムにより、ジョンソングラフ上の複数の目標頂点を探索する$\mathcal{C}_g$のコイン演算子の性能の数値解析に基づいて、$\mathcal{C}_g$のコイン演算子だけが、この論文で議論された全てのシナリオにおいて非常に高い確率で複数の目標頂点を探索し、他の広く使われているコイン演算子よりも優れていることを示す。
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