論文の概要: Tight Bounds on the Randomized Communication Complexity of Vector-in-Subspace
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.30052v1
- Date: Wed, 21 Oct 2026 17:12:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-23 00:40:06.455231
- Title: Tight Bounds on the Randomized Communication Complexity of Vector-in-Subspace
- Title(参考訳): ベクトル・イン・サブスペースのランダム化通信複雑性に関するタイト境界
- Abstract要約: 我々は、最大で1/3$の誤差を持つ$mathbb Rn$におけるベクトル-in-Subspaceのランダム化通信複雑性が$(sqrt n)$であることを証明する。
正確なワンウェイ量子プロトコルは$O(log n)$ qubitsを使用しており、対話型古典通信よりも指数的量子優位性の幾何学的な例である。
- 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: We prove that the randomized communication complexity of Vector-in-Subspace in $\mathbb R^n$ with error at most $1/3$ is $Θ(\sqrt n)$. Alice holds a unit vector $u$ and Bob holds an $n/2$-dimensional subspace $H$; they must distinguish $u\in H$ from $u\in H^\perp$. An exact one-way quantum protocol uses $O(\log n)$ qubits, making the problem a geometric example of an exponential quantum advantage over interactive classical communication. Our lower bound matches Raz's $O(\sqrt n)$ upper bound, improves the $Ω(n^{1/3})$ lower bound of Klartag and Regev, and removes the total-rank restriction in Grupel's $Ω(\sqrt n)$ result. The proof establishes a Gaussian moment bound over complete rectangle partitions. A complex Gaussian representation yields a vanishing even moment whose cancellation is preserved when averaging over the partition. We control the signed conditional moments around a real center by decomposing conditional Gaussian measures into fixed coordinates and sub-Gaussian components. Combining this estimate with spherical harmonic analysis gives the communication lower bound.
- Abstract(参考訳): 誤りの最大値が1/3$であるような$\mathbb R^n$におけるベクトル-in-Subspaceのランダム化通信複雑性は、$(\sqrt n)$であることを示す。
アリスは単位ベクトル$u$を持ち、ボブは$n/2$-次元部分空間$H$を持ち、それらは$u\in H^\perp$と$u\in H^\perp$を区別しなければならない。
正確な片方向量子プロトコルは$O(\log n)$ qubitsを使用しており、対話型古典通信よりも指数的量子優位性の幾何学的な例である。
我々の下界はRazの$O(\sqrt n)$上界と一致し、Klartag と Regev の $Ω(n^{1/3})$下界を改善し、Grupel の $Ω(\sqrt n)$ の結果の総ランク制限を取り除く。
この証明は、完全矩形分割上のガウスモーメントを確立する。
複素ガウス表現は、分割を平均化するときにキャンセルが保存される消滅する偶数モーメントを与える。
我々は、条件ガウス測度を固定座標と準ガウス成分に分解することで、実中心付近の符号付き条件モーメントを制御する。
この推定と球面調和解析を組み合わせることで、通信の低境界が得られる。
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