- 命题框:测寄存器 2 后 |φ⟩ = (1/√M)·Σ_(k=0..M−1) |x₀+kr⟩,M ≈ Q/r;QFT 后第 j 分量 α_j = e^(2πijx₀/Q)/√(QM) · Σ_(k=0..M−1) [e^(2πijr/Q)]^k
- 推导步骤(几何级数,逐行):
1. 内层为公比 e^(2πiΔ)(Δ = jr/Q)、共 M 项的等比级数 → 模长 = |sin(πMΔ)/sin(πΔ)|
2. Δ 近整数 → 各项几乎同相 → 模长 ≈ M(相长);Δ 近半整数 → 两两反相 → 模长 ≈ 0(相消)
3. 用 sin t ≥ (2/π)·t 与 |sin t| ≤ |t|:|Δ| ≤ 1/(2M) 时模长 ≥ 2M/π ≈ 0.64·M
4. 取 j_c 为最接近 cQ/r 的整数:|Δ| ≤ r/2Q ≲ 1/(2M) → P(j_c) ≳ (4/π²)·(M/Q) ≈ 4/(π²r);r 个峰合计 ≈ 4/π² ≈ 0.40
- 演算卡(Q = 256、r = 4、r ∣ Q):M = Q/r = 64;四峰 j_c = 64c = 0, 64, 128, 192,无展宽,各以 M/Q = ¼ 测得;下界检验 4/(π²r) = 1/π² ≈ 0.10 ≤ 0.25 ✓
- 结果框(大字):|j_c/Q − c/r| ≤ 1/(2Q) ≤ 1/(2N²) < 1/(2r²)——Q ≥ N² 的全部用意所在