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Erschienen in: Quantum Information Processing 2/2014

01.02.2014

Decoherence in quantum Markov chains

verfasst von: Raqueline Azevedo Medeiros Santos, Renato Portugal, Marcelo Dutra Fragoso

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 2/2014

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Abstract

It is known that under some assumptions, the hitting time in quantum Markov chains is quadratically smaller than the hitting time in classical Markov chains. This work extends this result for decoherent quantum Markov chains. The decoherence is introduced using a percolation-like graph model, which allows us to define a decoherent quantum hitting time and to establish a decoherent-intensity range for which the decoherent quantum hitting time is quadratically smaller than the classical hitting time. The detection problem under decoherence is also solved with quadratic speedup in this range.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Aharonov, Y., Davidovich, L., Zagury, N.: Quantum random walks. Phys. Rev. A 48, 1687–1690 (1993)CrossRefADS Aharonov, Y., Davidovich, L., Zagury, N.: Quantum random walks. Phys. Rev. A 48, 1687–1690 (1993)CrossRefADS
2.
Zurück zum Zitat Alagic, G., Russell, A.: Decoherence in quantum walks on the hypercube. Phys. Rev. A 72, 062304 (2005)CrossRefADS Alagic, G., Russell, A.: Decoherence in quantum walks on the hypercube. Phys. Rev. A 72, 062304 (2005)CrossRefADS
3.
Zurück zum Zitat Ambainis, A.: Quantum walk algorithm for element distinctness. In: Proceedings of 45th FOCS, pp. 22–31(2004) Ambainis, A.: Quantum walk algorithm for element distinctness. In: Proceedings of 45th FOCS, pp. 22–31(2004)
4.
Zurück zum Zitat Ambainis, A., Kempe, J., Rivosh, A.: Coins make quantum walks faster. In: Proceedings of 16th ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, pp. 1099–1108 (2005) Ambainis, A., Kempe, J., Rivosh, A.: Coins make quantum walks faster. In: Proceedings of 16th ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, pp. 1099–1108 (2005)
5.
Zurück zum Zitat Brun, T.A., Carteret, H.A., Ambainis, A.: Quantum to classical transition for random walks. Phys. Rev. Lett. 91, 130602 (2003)CrossRefADS Brun, T.A., Carteret, H.A., Ambainis, A.: Quantum to classical transition for random walks. Phys. Rev. Lett. 91, 130602 (2003)CrossRefADS
10.
Zurück zum Zitat Kendon, V., Tregenna, B.: Decoherence can be useful in quantum walks. Phys. Rev. A 67, 042315 (2003)CrossRefADS Kendon, V., Tregenna, B.: Decoherence can be useful in quantum walks. Phys. Rev. A 67, 042315 (2003)CrossRefADS
11.
Zurück zum Zitat Krovi, H., Magniez, F., Ozols, M., Roland, J.: Finding is as easy as detecting for quantum walks. In: Proceedings of 37th ICALPS, pp. 540–551 (2010) Krovi, H., Magniez, F., Ozols, M., Roland, J.: Finding is as easy as detecting for quantum walks. In: Proceedings of 37th ICALPS, pp. 540–551 (2010)
12.
13.
Zurück zum Zitat Lovett, N.B., Everitt, M., Heath, R.M., Kendon, V.: The quantum walk search algorithm: factors affecting efficiency. quant-ph/1110.4366v2 (2011) Lovett, N.B., Everitt, M., Heath, R.M., Kendon, V.: The quantum walk search algorithm: factors affecting efficiency. quant-ph/1110.4366v2 (2011)
14.
Zurück zum Zitat Magniez, F., Nayak, A., Richter, P.C., Santha, M.: On the hitting times of quantum versus random walks. In: Proceedings of 19th Annual ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, pp. 86–95 (2009) Magniez, F., Nayak, A., Richter, P.C., Santha, M.: On the hitting times of quantum versus random walks. In: Proceedings of 19th Annual ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, pp. 86–95 (2009)
15.
Zurück zum Zitat Motwani, R., Raghavan, P.: Randomized Algorithms. Cambridge University Press, Cambridge, MA (1995)CrossRefMATH Motwani, R., Raghavan, P.: Randomized Algorithms. Cambridge University Press, Cambridge, MA (1995)CrossRefMATH
16.
Zurück zum Zitat Oliveira, A.C., Portugal, R., Donangelo, R.: Decoherence in two-dimensional quantum walks. Phys. Rev. A 74, 012312 (2006)CrossRefADS Oliveira, A.C., Portugal, R., Donangelo, R.: Decoherence in two-dimensional quantum walks. Phys. Rev. A 74, 012312 (2006)CrossRefADS
17.
Zurück zum Zitat Romanelli, A., Siri, R., Abal, G., Auyuanet, A., Donangelo, R.: Decoherence in the quantum walk on the line. Phys. A 347, 137–152 (2005)MathSciNetCrossRef Romanelli, A., Siri, R., Abal, G., Auyuanet, A., Donangelo, R.: Decoherence in the quantum walk on the line. Phys. A 347, 137–152 (2005)MathSciNetCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Santos, R.A.M., Portugal, R.: Quantum hitting time on the complete graph. Int. J. Quantum Inf. 8, 881–894 (2010)CrossRefMATH Santos, R.A.M., Portugal, R.: Quantum hitting time on the complete graph. Int. J. Quantum Inf. 8, 881–894 (2010)CrossRefMATH
19.
Zurück zum Zitat Shenvi, N., Kempe, J., Whaley, K.B.: A quantum random walk search algorithm. Phys. Rev. A 67, 052307 (2003)CrossRefADS Shenvi, N., Kempe, J., Whaley, K.B.: A quantum random walk search algorithm. Phys. Rev. A 67, 052307 (2003)CrossRefADS
20.
Zurück zum Zitat Shikano, Y.: From discrete time quantum walk to continuous time quantum walk in limit distribution. J. Comput. Theor. Nanosci. 10, 1558–1570 (2013) Shikano, Y.: From discrete time quantum walk to continuous time quantum walk in limit distribution. J. Comput. Theor. Nanosci. 10, 1558–1570 (2013)
21.
Zurück zum Zitat Stauffer, D., Aharony, A.: Introduction to Percolation Theory. CRC Press, Boca Raton, FL (1994)MATH Stauffer, D., Aharony, A.: Introduction to Percolation Theory. CRC Press, Boca Raton, FL (1994)MATH
22.
Zurück zum Zitat Szegedy, M.: Quantum speed-up of Markov chain based algorithms. In: Proceedings of 45th FOCS, pp. 32–41 (2004) Szegedy, M.: Quantum speed-up of Markov chain based algorithms. In: Proceedings of 45th FOCS, pp. 32–41 (2004)
23.
Zurück zum Zitat Venegas-Andraca, S.E.: Quantum walks: a comprehensive review. quant-ph/1201.4780 (2012) Venegas-Andraca, S.E.: Quantum walks: a comprehensive review. quant-ph/1201.4780 (2012)
24.
Zurück zum Zitat Xu, X.P., Liu, F.: Continuous-time quantum walks on Erdös–Rényi networks. Phys. Lett. A 372, 6727–6732 (2008)CrossRefADSMATH Xu, X.P., Liu, F.: Continuous-time quantum walks on Erdös–Rényi networks. Phys. Lett. A 372, 6727–6732 (2008)CrossRefADSMATH
25.
Zurück zum Zitat Kollar, B., Kiss, T., Novotny, J., Jex, I.: Asymptotic dynamics of coined quantum walks on percolation graphs. Phys. Rev. Lett. 108, 230505 (2012)CrossRefADS Kollar, B., Kiss, T., Novotny, J., Jex, I.: Asymptotic dynamics of coined quantum walks on percolation graphs. Phys. Rev. Lett. 108, 230505 (2012)CrossRefADS
Metadaten
Titel
Decoherence in quantum Markov chains
verfasst von
Raqueline Azevedo Medeiros Santos
Renato Portugal
Marcelo Dutra Fragoso
Publikationsdatum
01.02.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 2/2014
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-013-0672-z

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