第 10 课 · 相位估计 · 模块二:算法主线

线路总览:三段流水线

  • 整体变换条(大字):$|0\rangle|u\rangle$ ↦ $|\phi\rangle|u\rangle$,其中 $U|u\rangle = e^{2\pi i\phi/N}|u\rangle$,$N = 2^n$
  • 三段节点卡(各带输出态):
    1. Hadamard 层:$|0\rangle^{\otimes n}$ → $(1/\sqrt{N})\sum_{z=0}^{N-1}|z\rangle$(均匀叠加)
    2. 受控幂级联:第 $j$ 位控制 $U^{2^j}$ → $(1/\sqrt{N})\sum_z \omega^{\phi z}|z\rangle \otimes |u\rangle$(线性相位编码,$\omega = e^{2\pi i/N}$)
    3. iQFT:$F_N^*$ 作用 → $|\phi\rangle|u\rangle$(相位译回基矢)
  • 数值锚点行:$n = 3$、$N = 8$、$\phi = 3$:$|000\rangle|u\rangle$ → $|011\rangle|u\rangle$($3 = 011_2$,读出就是二进制)
  • 伏笔行:$U$ 全程只作用在下方寄存器,答案却出现在上方——机制是第 5 页的相位回踢
类型architecture(三段流程,节点各标输出公式)