Undirected $st$-connectivity is important both for its applications in network problems, and for its theoretical connections with logspace complexity. Classically, a long line of work led to a time-space tradeoff of $T=\tilde{O}(n^2/S)$ for any $S$ such that $S=\Omega(\log (n))$ and $S=O(n^2/m)$. Surprisingly, we show that quantumly there is no nontrivial time-space tradeoff: there is a quantum algorithm that achieves both optimal time $\tilde{O}(n)$ and space $O(\log (n))$ simultaneously. This improves on previous results, which required either $O(\log (n))$ space and $\tilde{O}(n^{1.5})$ time, or $\tilde{O}(n)$ space and time. To complement this, we show that there is a nontrivial time-space tradeoff when given a lower bound on the spectral gap of a corresponding random walk.
翻译:无方向美元(n)美元和美元=O(n)美元。令人惊讶的是,我们发现,对于其在网络问题中的应用以及对于其与日志空间复杂性的理论联系来说,无方向美元连接性都很重要。 典型地说,一长行导致任何S美元的时间-空间交易为$T ⁇ tilde{O}(n)2/S)美元(n)美元(n)美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元=O(n)美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元//美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元/美元