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十年难题被攻克交互式证明在量子级别上仍存

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来源: 作者: 2019-05-16 23:33:20

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中国科技讯 麻省理工学院(MIT)今天(31日)宣称,该校研究人员攻克了困扰理论计算机科学界十余年的难题:量子级别的交互式证明问题。

理论计算机科学是计算机科学的一个分支,它主要研究有关计算的相对更抽象化、逻辑化和数学化的问题。交互式证明一直是理论计算机科学的主要研究论题之一,是当今广泛使用的密码学的基础。在传统的交互式证明中,具有有限计算能力的发问者只从一个强大的,但不可靠的应对2013秋冬纽约时装周 设计师灵感大揭底
者那里提取可靠信息。

计算机科学家在20年前就已经揭示,在交互式证明中,如果提问者能够对多个无所不知的应答者(简称为“多证人”)提出质疑,那末,它会比从单一的应答者(简称为“单一证人”)那里提取更多有效的信息。多证人证明与单一证人相比之所以更为有效,是因为没有应答者知道被其他答案所施加的限制,因此,如果任何应对者企图欺骗的话,会比较容易产生矛盾。然而,在量子计算变得较为普遍之后,计算机科学家开始探讨这种多证人系统在量子级别上是否仍然正常工作,因为在量子级别上,物理粒子之间产生相互缠绕,意味着应答者的量子特性会表现出相互依赖性。

MIT计算机科学与人工智能实验室博士后托马斯·维迪克和普林斯顿NEC实验室的伊藤设计出一个实验方案,企图通过掩饰发问者意图使应对者造假困难。为显示这种运作进程,研究人员设计出一个图案,在图上可以把问题所对应的答案用一些感觉点绘制出来。假设提问者对两个答案都感兴趣,那末在图上就绘出两个点。然而,发问者所感兴趣的问题不是2个,而是至少三个不同的问题。如果应答者对这些问题的反应点归为一条直线,那么,提问者所关心的答案也是如此;如果答案没有归为一条直线,那末可以认为至少有一个应对者在试图撒谎。

为此,研究人员认为,在量子级别上阻挡纠缠应对者的多证人交互式证明是存在的。这对于解码者来说是好消息,而对于量子物理学家来说则是坏消息,因为它证明没有一个简单的办法,来设计出一个可以阐明经典物理学与传统物理学之间区别的实验。

在交互式证明中,提问者提出一系列问题,每一个问题都对下一个问题可能的答案范围进行了限制。提问者自己没有权利计算有效的答案,但它却有权利决定每个新答案是否符合前面提出的限制。足够的提问之后,提问者或揭露出矛盾,或者将被应答者欺骗的可能性降低为零。

“这是一个基本思路,除非你以更高维的方式去做。”维迪克说,“不是用二维,而是用N维,并且思考作为一个小的N维体的所有问题和答案。”

依照超量子力学的自然法则,如果没有在量子尺寸上得到测定,那么被测定的性能就没有确定的价值。问题是当粒子被纠缠在一起时,它教育部:“十三五”实现残疾学生12年免费教育
们的概率散布不能分开测定:它们实际上属于一个大散布的一部分,但任何对此散布的数学描述都假定了简约大方直筒裤 很帅很时尚前卫
一个鸟眼透视,在多证人证明中没有一个应答者愿意有这类透视。

维迪克称,他与伊藤费时一年半完成了该课题,研究成果将在今年10月举行的IEEE计算机科学基础大会上公布。( 田学科)

《科技》( 二版)

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