$\mathsf{QMA}_1$ is $\mathsf{QMA}$ with perfect completeness, i.e., the prover must accept with a probability of exactly $1$ in the YES-case. Whether $\mathsf{QMA}_1$ and $\mathsf{QMA}$ are equal is still a major open problem. It is not even known whether $\mathsf{QMA}_1$ has a universal gateset; Solovay-Kitaev does not apply due to perfect completeness. Hence, we do not generally know whether $\mathsf{QMA}_1^G=\mathsf{QMA}_1^{G'}$ (superscript denoting gateset), given two universal gatesets $G,G'$. In this paper, we make progress towards the gateset question by proving that for all $k\in\mathbb N$, the gateset $G_{2^k}$ (Amy et al., RC 2024) is universal for all gatesets in the cyclotomic field $\mathbb{Q}(\zeta_{2^k}),\zeta_{2^k}=e^{2\pi i/2^k}$, i.e. $\mathsf{QMA}_1^G\subseteq\mathsf{QMA}_1^{G_{2^k}}$ for all gatesets $G$ in $\mathbb{Q}(\zeta_{2^k})$. For $\mathsf{BQP}_1$, we can even show that $G_2$ suffices for all $2^k$-th cyclotomic fields. We exhibit complete problems for all $\mathsf{QMA}_1^{G_{2^k}}$: Quantum $l$-SAT in $\mathbb{Q}(\zeta_{2^k})$ is complete for $\mathsf{QMA}_1^{G_{2^k}}$ for all $l\ge4$, and $l=3$ if $k\ge3$, where quantum $l$-SAT is the problem of deciding whether a set of $l$-local Hamiltonians has a common ground state. Additionally, we give the first $\mathsf{QMA}_1$-complete $2$-local Hamiltonian problem: It is $\mathsf{QMA}_1^{G_{2^k}}$-complete (for $k\ge3$) to decide whether a given $2$-local Hamiltonian $H$ in $\mathbb{Q}(\zeta_{2^k})$ has a nonempty nullspace. Our techniques also extend to sparse Hamiltonians, and so we can prove the first $\mathsf{QMA}_1(2)$-complete (i.e. $\mathsf{QMA}_1$ with two unentangled provers) Hamiltonian problem. Finally, we prove that the Gapped Clique Homology problem defined by King and Kohler (FOCS 2024) is $\mathsf{QMA}_1^{G_2}$-complete, and the Clique Homology problem without promise gap is PSPACE-complete.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

人类接受高层次教育、进行原创性研究的场所。 现在的大学一般包括一个能授予硕士和博士学位的研究生院和数个专业学院,以及能授予学士学位的一个本科生院。大学还包括高等专科学校
WWW 2024 | GraphTranslator: 将图模型对齐大语言模型
专知会员服务
23+阅读 · 3月25日
牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
42+阅读 · 2022年2月17日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年3月7日
【斯坦福大学】矩阵对策的协调方法,89页pdf
专知会员服务
25+阅读 · 2020年9月18日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
31+阅读 · 2019年10月16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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
条件概率和贝叶斯公式 - 图解概率 03
遇见数学
10+阅读 · 2018年6月5日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
条件概率和贝叶斯公式 - 图解概率 03
遇见数学
10+阅读 · 2018年6月5日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员