It has been shown that the apparent advantage of some quantum machine learning algorithms may be efficiently replicated using classical algorithms with suitable data access -- a process known as dequantization. Existing works on dequantization compare quantum algorithms which take copies of an n-qubit quantum state $|x\rangle = \sum_{i} x_i |i\rangle$ as input to classical algorithms which have sample and query (SQ) access to the vector $x$. In this note, we prove that classical algorithms with SQ access can accomplish some learning tasks exponentially faster than quantum algorithms with quantum state inputs. Because classical algorithms are a subset of quantum algorithms, this demonstrates that SQ access can sometimes be significantly more powerful than quantum state inputs. Our findings suggest that the absence of exponential quantum advantage in some learning tasks may be due to SQ access being too powerful relative to quantum state inputs. If we compare quantum algorithms with quantum state inputs to classical algorithms with access to measurement data on quantum states, the landscape of quantum advantage can be dramatically different. We remark that when the quantum states are constructed from exponential-size classical data, comparing SQ access and quantum state inputs is appropriate since both require exponential time to prepare.


翻译:事实已经表明,某些量子机器学习算法的表面优势,可以用具有适当数据存取机会的古典算法 -- -- 一个称为分量化的过程 -- -- 来有效复制。现有的分量化工作比较量子算法,这些算法的复制件取 n-qubit 量子状态 $ ⁇ x\rangle =\ sum ⁇ i} x_i ⁇ i\rangle$,作为具有抽样和查询(SQ) 访问矢量值 $x$的古典算法的输入。在本说明中,我们证明有SQ 访问机会的古典算法能够比有量子输入的量子算法快速地完成一些学习任务。由于古典算算法是量子算法的一部分,这表明SQ访问有时会比量子状态投入大得多。我们发现,某些学习任务中缺乏指数量子优势的原因可能是SQ访问与量子输入太强。如果我们把量子算法和量子值输入与量值运算法的输入和量子状态的测量数据进行比较,那么量子优势的面可能大不相同。我们说,当量子状态是从指数制成从指数- 量级的指数- 要求量级进量级数据进行量级数据比较后需要量子进量进量进。

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