We show that quantum algorithms of time $T$ and space $S\ge \log T$ with intermediate measurements can be simulated by quantum algorithms of time $T \cdot \mathrm{poly}(S)$ and space $O(S\cdot \log T )$ without intermediate measurements. The best simulations prior to this work required either $\Omega(T)$ space (by the deferred measurement principle) or $\mathrm{poly}(2^S)$ time [FR21, GRZ21]. Our result is thus a time-efficient and space-efficient simulation of algorithms with intermediate measurements by algorithms without intermediate measurements. To prove our result, we study pseudorandom generators for quantum space-bounded algorithms. We show that (an instance of) the INW pseudorandom generator for classical space-bounded algorithms [INW94] also fools quantum space-bounded algorithms. More precisely, we show that for quantum space-bounded algorithms that have access to a read-once tape consisting of random bits, the final state of the algorithm when the random bits are drawn from the uniform distribution is nearly identical to the final state when the random bits are drawn using the INW pseudorandom generator.
翻译:我们展示了时间的量子算法 $T 和 空间 $S\ge\ log T$ 与中间测量的量子算法 。 因此,通过时间的量子算法 $T\ cdot\ mathrm{poly} (S) 和 空间 $O(S) (S) $(S) 和 o(log T) 美元) 可以模拟时间的量子算法 $T 美元和 空间 $S\ge\ log T$(S) 与中间测量的量子算法 $T\ cddot\ \ mathrt\ gRiz21 。 因此,我们的结果可以是一个时间高效和空间高效的算法模拟算法, 由没有中间测量的算法来模拟。 为了证明我们的结果, 我们用量子计算机模型的假算法生成器进行模拟, 经典空间算法[INW94] 也愚弄了量子空间算算算算法 。 更准确地说, 对于量子空间定的空间算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算算法,, 由读取读取的算算法, 由随机的随机的, 随机算算算算算算法是, 随机的, 最终的算算算算算算法是完全式是来自是完全的,,,, 由随机式是随机的, 的, 的算算法是随机算算法是,,, 由我算算算算算算算算算法是, 的算算算算算算算算算算算算法是,,, 的算算算算法是完全的, 的, 的算法是, 的算法是, 的, 的,, 的算算算法是, 的算算算法是, 的算法是, 的, 的, 的, 的, 的, 的, 的算算算法是完全为 的,,,,,,, 的, 由 的, 由 由