第三段:相位读出——整数情形必得 |φ⟩

1. 代入定义:F_N^*·(1/√N)Σ_z ω^{φz}|z⟩ = (1/N)Σ_x Σ_y Σ_z ω^{φz−xy}|y⟩⟨x|z⟩

2. 收缩:⟨x|z⟩ = δ_xz → 令 z = x

3. 合并指数:φx − xy = x(φ−y) → 输出 = Σ_y[(1/N)Σ_x ω^{x(φ−y)}]|y⟩

4. 相长:y = φ 时每项 ω⁰ = 1 → p_{y=φ} = (1/N²)·N² = 1

5. 相消:y ≠ φ 时几何级数(第 6 页恒等式)为 0 → p_{y≠φ} = 0

类型definition-derivation(重点页,占满)