論文の概要: Asymptotic optimality of Grover-Radhakrishnan-Korepin algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.15886v1
- Date: Fri, 17 Apr 2026 09:34:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-20 22:00:19.863615
- Title: Asymptotic optimality of Grover-Radhakrishnan-Korepin algorithm
- Title(参考訳): Grover-Radhakrishnan-Korepinアルゴリズムの漸近最適性
- Authors: Kun Zhang, Kang-Yuan Chen, Xiao-Hui Wang, Vladimir Korepin,
- Abstract要約: 部分探索問題に対する最もよく知られた量子アルゴリズムは、Grover-Radhakrishnan-Korepin (GRK)アルゴリズムである。
大ブロック極限におけるGRKの最適性を証明する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.110154079694063
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Grover's algorithm is a cornerstone of quantum algorithms and is strictly optimal in oracle-query complexity. While the full search problem admits no further improvement, one may trade accuracy for speed in the partial search problem, where the task is to identify only the block containing the target item. The best known quantum algorithm for the partial search problem is the Grover-Radhakrishnan-Korepin (GRK) algorithm, whose optimality has long been conjectured but not proved. In this work, we prove the optimality of GRK in the large-block limit. We formulate partial search as a time-optimal control problem and apply the Pontryagin maximum principle to derive the switching-function dynamics, establish the bang-bang structure of regular extremals, and exclude non-optimal switching patterns. As a result, we show that the optimal regular extremal has the global-local-global form, which yields a control-theoretic proof of the asymptotic optimality of the GRK algorithm in oracle-query complexity.
- Abstract(参考訳): グローバーのアルゴリズムは量子アルゴリズムの基礎であり、オラクル・クエリの複雑さにおいて厳密に最適である。
完全探索問題は更なる改善は認めないが、対象項目を含むブロックのみを特定するタスクである部分探索問題において、速度のトレードオフ精度を取引することができる。
部分探索問題の最もよく知られている量子アルゴリズムはGrover-Radhakrishnan-Korepin (GRK) アルゴリズムである。
本研究では,大ブロック極限におけるGRKの最適性を証明する。
時間-最適制御問題として部分探索を定式化し、ポントリャーギン最大原理を適用してスイッチング関数のダイナミクスを導出し、正規極小のバンバン構造を確立し、非最適スイッチングパターンを除外する。
その結果、最適正則極値が大域的-局所的-グローバルな形式であることを示し、これはオラクル-クエリの複雑性におけるGRKアルゴリズムの漸近的最適性の制御理論的証明をもたらす。
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