第 16 课 · 块编码——SELECT/PREPARE 与三种构造 · 模块三:现代算法体系

接口:块编码上的 QSVT

  • 接口公式卡:给定 $U_A$,QSVT 造出 $f(A)$ 的块编码,深度 $O(\deg f_{approx})$,$f_{approx}$ 为 $f$ 的多项式逼近
  • 两条约束卡:幅值约束 $|f_{approx}(x)| \le 1$($x \in [-1,1]$,必要时先归一化缩放);确定奇偶性——一般函数拆奇部与偶部分别实现再线性组合(第 10 页性质马上用上)
  • 次数表(设已归一化到 $[-1,1]$):$A^{-1}$:$O(\kappa\cdot\log(\kappa/\varepsilon))$ 线性方程组/$e^{-iAt}$:$O(t + \log(1/\varepsilon))$ 时间演化/$\mathrm{sign}(A)$:$O(\kappa\cdot\log(1/\varepsilon))$ 奇异值变换/$\Pi_{\le 0}(A)$:$O(\kappa\cdot\log(1/\varepsilon))$ 投影/$e^{-\beta A}$:$O(\beta + \log(1/\varepsilon))$ Gibbs 态;$\kappa$ 为条件数
  • 演算(教材练习 8:$\kappa = 10^2$、$\varepsilon = 10^{-3}$、$\lambda t = \beta\alpha = 50$):求逆 $d \approx \kappa\cdot\ln(\kappa/\varepsilon) = 100\times\ln(10^5) \approx 100\times 11.5 \approx 1150$;演化/Gibbs $d \approx 50 + \ln(10^3) \approx 50 + 6.9 \approx 57$——模拟型目标不依赖条件数
  • 延伸条:Qubitization 量子行走 $W = \mathrm{SELECT}\cdot(2|A\rangle\langle A|\otimes I - I)$ 编码 $A$ 的奇异值;对块编码或行走算符跑 QPE,精度 $\delta$ 需 $O(1/\delta)$ 次调用
类型formula-card + 次数表