Original scientific paper Link prediction is one of the key issues of complex networks, which attracts much research interest currently. Many link prediction methods have been proposed so far. The classical random walk as an effective tool has been widely used to study the link prediction problems. Quantum walk is the quantum analogue of classical random walk. Numerous research results show that quantum algorithms using quantum walk outperform their classical counterparts in many applications, such as graph matching and searching. But there have been few studies of the link prediction based on quantum walk, especially on discrete-time quantum walk. This paper proposes a new link prediction method based on discrete-time quantum walk. Experiment results show that prediction accuracy of our method is better than the typical methods. The time complexity of our method running on classical computers, compared with the methods based on classical random walk, is slightly higher. But our method can be greatly accelerated by executing on quantum computers.
Keywords: complex networks; discrete-time quantum walk; computer engineering; link prediction
Predviđanje veze primjenom kvantnog gibanja u diskretnom vremenuIzvorni znanstveni članak Predviđanje veze jedno je od ključnih pitanja složenih mreža koje trenutačno privlači pozor mnogih istraživača. Do sada su predložene mnoge metode predviđanja veze. Klasično slučajno gibanje predstavlja učinkoviti alat koji se uvelike rabi u proučavanju problema predviđanja veze. Kvantno gibanje je kvantni analog klasičnog slučajnog gibanja. Rezultati mnogih istraživanja pokazuju da kvantni algoritmi koji rabe kvantno gibanje nadmašujuju svoje klasične kopije u mnogim primjenama, kao što su, na primjer, usklađivanje i istraživanje grafikona. Međutim, malo je istraživanja o predviđanju veze na temelju kvantnog gibanja, a posebice kvantnog gibanja u diskretnom vremenu. U ovom se radu predlaže nova metoda predviđanja veze zasnovana na kvantnom gibanju u diskretnom vremenu. Rezultati eksperimenta pokazuju da je točnost predviđanja našom metodom bolja nego tipičnim metodama. Vremenska složenost naše metode koja se izvodi na klasičnim računalima, u usporedbi s metodama baziranim na klasičnom slučajnom gibanju, malo je bolja. No, naša se metoda može znatno ubrzati izvođenjem na kvantnim računalima.Ključne riječi: kvantno gibanje u diskretnom vremenu; predviđanje veze; računarstvo; složene mreže