第 15 课 · Shor 离散对数与 Trotter 哈密顿模拟 · 模块三:现代算法体系

格结构:对偶格的视角

  • 命题框:$\Lambda = \mathrm{span}_{\mathbb{Z}}\{(n,0), (-x,1)\}$;测量结果集 $\{(c, xc \bmod n)\}$ = 对偶格 $\Lambda^* = \{(c,d) : ac+bd \equiv 0 \pmod{n}, \forall(a,b) \in \Lambda\}$
  • 推导步骤:
    1. 验证基:代入 $(n,0)$:$n+x\cdot 0 = n \equiv 0$ ✓;代入 $(-x,1)$:$-x+x\cdot 1 = 0$ ✓
    2. 覆盖性:$m(n,0)+l(-x,1) = (mn-lx, l)$,第二分量 $l = b$ 取遍 $\mathbb{Z}_n$ 并唯一确定 $a$ → 不重不漏覆盖 $\Lambda$ 的全部 $n$ 个元素
    3. 对偶条件只需对基检验:$(n,0)$ 给 $nc \equiv 0$ 自动成立;$(-x,1)$ 给 $-xc+d \equiv 0 \iff d \equiv xc$——与第 6 页推导完全一致
    4. 基向量 $(-x,1)$ 里直接站着未知量 $x$:求出 $\Lambda$ 的基即解出 DLP
  • 结果框:QFT 采样得到的是对偶格元素——BV(线性结构)、Simon(异或周期)、求阶(一维周期)、离散对数(二维格)同属阿贝尔 HSP 框架
类型definition-derivation