- 命题框:CKS(2017)不再逐特征值旋转,构造多项式 P(x) ≈ 1/x(λ_max 归一化为 1,x ∈ [1/κ, 1])
- 推导步骤(所需次数估计,逐行):
1. 代换 y = (1−x)/(1+x),反解 x = (1−y)/(1+y);x ∈ [1/κ, 1] ⇒ y ∈ [0, y_max],y_max = (κ−1)/(κ+1)
2. 恒等式:1/x = (1+y)/(1−y) = (1+y)·Σ_{j≥0} y^{2j}(末步用等比级数 1/(1−y²))
3. 截断 J 项误差 ≤ 2·y^{2J+2}/(1−y²);在 y_max 处估计:1 − y_max² = 4κ/(κ+1)²,y_max^{2J} ≤ e^{−4J/(κ+1)}
4. 合并:截断误差 ≲ (κ/2)·e^{−4J/(κ+1)} ⇒ J = O(κ·log(κ/ε))
- 结果框(CKS):总代价 O(κ·log(κ/ε)·C_UA),稀疏存取下 C_UA = O(s·n);精度依赖 1/ε → log(1/ε),无需后选择
- QSVT 卡(三步链 + 演算):块编码 ‖A − α·(⟨0^m|⊗I)·U_A·(|0^m⟩⊗I)‖ ≤ ε(左上块为 A/α)→ 量子行走 cos θ_j = σ_j/α → QSP 多项式 P(cos θ) ≈ c/x;有效条件数 κ′ = α/σ_min,次数 d = O(κ′·log(κ′/ε));演算:α = 2σ_max、κ = 10 ⇒ κ′ = 2σ_max/(σ_max/10) = 20,d = O(20·log(20/ε))——只差常数因子
- 三代对比表:κ 依赖 O(κ²) → O(κ) → O(κ);精度 O(1/ε) → O(log(1/ε)) → O(log(1/ε));后选择 有 → 无 → 无;块编码 不需要 → 隐式 LCU → 显式框架