Das Kapitel behandelt die Theorie klassischer Berechnungen, soweit sie für das Verständnis von Quantenalgorithmen notwendig ist. Es beginnt mit der Theorie klassischer Algorithmen. Ein Schwerpunkt liegt auf probabilistischen Algorithmen und deren Komplexitätsanalyse. Die Analyse probabilistischer Algorithmen kann nämlich leicht auf die Analyse von Quantenalgorithmen übertragen werden. Die anschließend vorgestellten klassischen Komplexitätsklassen dienen als Vorlage für die Definition von Quantenkomplexitätsklassen. Der zweite Teil des Kapitels ist den klassischen Booleschen Schaltkreisen gewidmet, insbesondere der Theorie reversibler Schaltkreise, die in Quantenschaltkreise übersetzt werden können. Das Kapitel behandelt u.a. sogenannte universelle Mengen klassischer Gatter sowie uniforme Schaltkreisfamilien und ihre Beziehung zu klassischen Algorithmen und deren Komplexität. Es wird auch gezeigt, dass jeder boolesche Schaltkreis in einen reversiblen Schaltkreis umgewandelt werden kann - ein wichtiges Ergebnis, das später verwendet wird, um zu zeigen, dass jede boolesche Funktion von einem Quantenschaltkreis berechnet werden kann.

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Klassische Berechnungen

  • Johannes A. Buchmann

摘要

Das Kapitel behandelt die Theorie klassischer Berechnungen, soweit sie für das Verständnis von Quantenalgorithmen notwendig ist. Es beginnt mit der Theorie klassischer Algorithmen. Ein Schwerpunkt liegt auf probabilistischen Algorithmen und deren Komplexitätsanalyse. Die Analyse probabilistischer Algorithmen kann nämlich leicht auf die Analyse von Quantenalgorithmen übertragen werden. Die anschließend vorgestellten klassischen Komplexitätsklassen dienen als Vorlage für die Definition von Quantenkomplexitätsklassen. Der zweite Teil des Kapitels ist den klassischen Booleschen Schaltkreisen gewidmet, insbesondere der Theorie reversibler Schaltkreise, die in Quantenschaltkreise übersetzt werden können. Das Kapitel behandelt u.a. sogenannte universelle Mengen klassischer Gatter sowie uniforme Schaltkreisfamilien und ihre Beziehung zu klassischen Algorithmen und deren Komplexität. Es wird auch gezeigt, dass jeder boolesche Schaltkreis in einen reversiblen Schaltkreis umgewandelt werden kann - ein wichtiges Ergebnis, das später verwendet wird, um zu zeigen, dass jede boolesche Funktion von einem Quantenschaltkreis berechnet werden kann.