端点挤压、工具链与端到端验证
- 命题框:W(±1) = ±I ⇒ W 的两条谱支在端点简并、间隙关闭;对 e^{−iτx} 类目标,最优相位序列的相邻相位差可小至 O(ρ^{−d}) ⇒ 相位的有效数字被指数级消耗
- 演算(谱隙定量):W(x) 的特征相位为 ±θ(cos θ = x)⇒ 谱隙 = 2θ = 2·arccos x;演算 x = 1 − 10⁻⁴ ⇒ 2θ ≈ 2·√(2×10⁻⁴) ≈ 2.8×10⁻² rad,对照区间中部 x = 0 处谱隙 2·arccos 0 = π——端点间隙比中部小两个数量级
- 对策卡 ×3:① 端点专项检查——单独验证 x = ±1 及邻域(如 x = 1 − 10⁻⁴),别只看网格中段;② 超过双精度能力时换多精度算术(mpmath 提到 O(d) 位十进制),同一套算法立即恢复收敛——而非盲目加迭代;③ 对称化——偶/对称目标 Φₖ = Φ_{d−k}:参数减半、剥层成对、数值更稳;读文献相位表先确认是否已对称化
- 工具卡 ×3:QSPPACK(Dong & Lin,MATLAB)——确定性构造 + 优化法参考实现,附应用相位表;pyqsp(Python)——angle_sequence 一行求相位,约定与 QSPPACK 略异,混用先做端点对齐;Qualtran / pyLIQTR——相位求解 + 块编码组装 + 代价统计流水线
- 五步流程卡(sign 近似,κ = 10、ε = 10⁻³):① minimax 理论估次 d ≈ κ·log(12/ε) ≈ 500 量级 → ② 生成切比雪夫系数形式的目标 P → ③ 优化法求 Φ(度数从 d/8 ≈ 62 递增)→ ④ 密网格(含 x = ±(1−10⁻⁴))验证 ‖Re⟨0|U_QSP|0⟩ − P‖∞ ≤ 10⁻¹² → ⑤ 交给 QSVT 组装层
- 辨析行:第 ④ 步验证的是"相位正确"而非"多项式好"(后者由理论保证);成本忽略不计,几秒抓住三类事故——约定错、奇偶错、挤压爆炸,请当作固定动作
- 标注:演示节点 1(现场用 pyqsp 对 κ = 10、ε = 10⁻³ 的 sign 近似求相位,并在含端点邻域的密网格上自验证,预期偏差上确界 ≤ 10⁻¹²)
类型definition-derivation(病态机理)+ tools-lab;含演示节点