Subset-Sum is an NP-complete problem where one must decide if a multiset of $n$ integers contains a subset whose elements sum to a target value $m$. The best-known classical and quantum algorithms run in time $\tilde{O}(2^{n/2})$ and $\tilde{O}(2^{n/3})$, respectively, based on the well-known meet-in-the-middle technique. Here we introduce a novel classical dynamic-programming-based data structure with applications to Subset-Sum and a number of variants, including Equal-Sums (where one seeks two disjoint subsets with the same sum), 2-Subset-Sum (a relaxed version of Subset-Sum where each item in the input set can be used twice in the summation), and Shifted-Sums, a generalization of both of these variants, where one seeks two disjoint subsets whose sums differ by some specified value. Given any modulus $p$, our data structure can be constructed in time $O(n^2p)$, after which queries can be made in time $O(n^2)$ to the lists of subsets summing to any value modulo $p$. We use this data structure in combination with variable-time amplitude amplification and a new quantum pair finding algorithm, extending the quantum claw finding algorithm to the multiple solutions case, to give an $O(2^{0.504n})$ quantum algorithm for Shifted-Sums, an improvement on the best-known $O(2^{0.773n})$ classical running time. Incidentally, we obtain new $\tilde{O}(2^{n/2})$ and $\tilde{O}(2^{n/3})$ classical and quantum algorithms for Subset-Sum, not based on the seminal meet-in-the-middle method. We also study Pigeonhole Equal-Sums and Pigeonhole Modular Equal-Sums, where the existence of a solution is guaranteed by the pigeonhole principle. For the former problem, we give faster classical and quantum algorithms with running time $\tilde{O}(2^{n/2})$ and $\tilde{O}(2^{2n/5})$, respectively. For the more general modular problem, we give a classical algorithm that also runs in time $\tilde{O}(2^{n/2})$.


翻译:Subset- Sum 是一个全新的问题, 在这里我们必须根据众所周知的会合( 2 ⁇ n/3}) 技术来决定 $2 的多立方程基数据结构是否包含一个子集, 其中应用于 Subset- Squal2 和 量算算算法 $ 美元。 最著名的古典和量算算法分别运行于 $\ tilde{O} (2 ⁇ n/3} 美元) 和 $tilde{ squal2} 。 这里我们引入了一个新的经典的动态- 程序基数据结构, 包括 Subset- squal2} 和一些变量, 包括 Equal- squal2 和两个不连接的子集子集 美元 。 我们的数据结构也可以在时间 On=2} 中构建, 将前一个子集中的每个项用于计算, 向新变式的解算法 。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月17日
The Fragility of Optimized Bandit Algorithms
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月15日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员