- 引子(一句):非酉矩阵要"上电路",只有一条路——藏进更大的酉里。
- 推导行(为什么门必须酉):
- 演化保范数:$\lVert U|\psi\rangle\rVert^2 = \langle\psi|U^\dagger U|\psi\rangle = \langle\psi|\psi\rangle = 1 \Rightarrow U^\dagger U = I$——门必须是酉的
- 演算(教材例子 $A = 3I + 4X$):特征值 $3\pm 4 = 7$、$-1$,模 $|7| \ne 1$ → 谱不在单位圆上,非酉;直接验证 $A^\dagger A = 25I + 24X \ne I$
- 需求行(全都不酉,附公式):解方程要 $A^{-1}$/Gibbs 态要 $e^{-\beta H}$(非酉指数)/一般数据矩阵连方阵都不是
- 朴素方案三连败:直接当门(非酉,物理禁止)/先经典算 $A$ 再酉化($O(N^2)$ 资源)/QPE 提谱再重构(仅限可对角化且只要谱信息)
- 结果框:破局——构造 $(m+n)$-比特酉 $U_A$,使其左上块 $= A/\alpha$:$(\langle 0|^{\otimes m}\otimes I) U_A (|0\rangle^{\otimes m}\otimes I) = A/\alpha$
类型hook(开场问题页,含推导)