Communication complexity is the amount of communication needed to compute a function when the function inputs are distributed over multiple parties. In its simplest form, one-way communication complexity, Alice and Bob compute a function $f(x,y)$, where $x$ is given to Alice and $y$ is given to Bob, and only one message from Alice to Bob is allowed. A fundamental question in quantum information is the relationship between one-way quantum and classical communication complexities, i.e., how much shorter the message can be if Alice is sending a quantum state instead of bit strings? We make some progress towards this question with the following results. Let $f: \mathcal{X} \times \mathcal{Y} \rightarrow \mathcal{Z} \cup \{\bot\}$ be a partial function and $\mu$ be a distribution with support contained in $f^{-1}(\mathcal{Z})$. Denote $d=|\mathcal{Z}|$. Let $\mathsf{R}^{1,\mu}_\epsilon(f)$ be the classical one-way communication complexity of $f$; $\mathsf{Q}^{1,\mu}_\epsilon(f)$ be the quantum one-way communication complexity of $f$ and $\mathsf{Q}^{1,\mu, *}_\epsilon(f)$ be the entanglement-assisted quantum one-way communication complexity of $f$, each with distributional error (average error over $\mu$) at most $\epsilon$. We show: 1) If $\mu$ is a product distribution, $\eta > 0$ and $0 \leq \epsilon \leq 1-1/d$, then, $$\mathsf{R}^{1,\mu}_{2\epsilon -d\epsilon^2/(d-1)+ \eta}(f) \leq 2\mathsf{Q}^{1,\mu, *}_{\epsilon}(f) + O(\log\log (1/\eta))\enspace.$$ 2)If $\mu$ is a non-product distribution and $\mathcal{Z}=\{ 0,1\}$, then $\forall \epsilon, \eta > 0$ such that $\epsilon/\eta + \eta < 0.5$, $$\mathsf{R}^{1,\mu}_{3\eta}(f) = O(\mathsf{Q}^{1,\mu}_{{\epsilon}}(f) \cdot \mathsf{CS}(f)/\eta^3)\enspace,$$ where \[\mathsf{CS}(f) = \max_{y} \min_{z\in\{0,1\}} \vert \{x~|~f(x,y)=z\} \vert \enspace.\]
翻译:通信的复杂性是当函数输入在多个当事人之间分布时计算函数所需的通信量。 在最简单的形式中, 单向通信费为0美元, Alice 和 Bob 计算了一个函数 $f(x) 美元给Alice, 美元给Bob, 只有允许从Alice到Bob发出一个信息。 量子信息中的一个基本问题是单向量和传统通信复杂性之间的关系, 也就是说, 如果 爱丽丝发送量子状态而不是比特字符串? 我们以以下结果在这个问题上取得了一些进展 。 $:\\ 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/ 的通信/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 的通信/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 的通信/ 美元/ 的通信/ 的通信/ 的通信/ 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/