- 命题框:CKS(2017)不再逐特征值旋转,构造多项式 $P(x) \approx 1/x$($\lambda_{\max}$ 归一化为 1,$x \in [1/\kappa, 1]$)
- 推导步骤(所需次数估计,逐行):
- 代换 $y = (1-x)/(1+x)$,反解 $x = (1-y)/(1+y)$;$x \in [1/\kappa, 1] \Rightarrow y \in [0, y_{\max}]$,$y_{\max} = (\kappa-1)/(\kappa+1)$
- 恒等式:$1/x = (1+y)/(1-y) = (1+y)\cdot\sum_{j\ge0} y^{2j}$(末步用等比级数 $1/(1-y^2)$)
- 截断 $J$ 项误差 $\le 2\cdot y^{2J+2}/(1-y^2)$;在 $y_{\max}$ 处估计:$1 - y_{\max}^2 = 4\kappa/(\kappa+1)^2$,$y_{\max}^{2J} \le e^{-4J/(\kappa+1)}$
- 合并:截断误差 $\lesssim (\kappa/2)\cdot e^{-4J/(\kappa+1)} \Rightarrow J = O(\kappa\cdot\log(\kappa/\varepsilon))$
- 结果框(CKS):总代价 $O(\kappa\cdot\log(\kappa/\varepsilon)\cdot C_{UA})$,稀疏存取下 $C_{UA} = O(s\cdot n)$;精度依赖 $1/\varepsilon$ → $\log(1/\varepsilon)$,无需后选择
- QSVT 卡(三步链 + 演算):块编码 $\lVert A - \alpha\cdot(\langle 0^m|\otimes I)\cdot U_A\cdot(|0^m\rangle\otimes I)\rVert \le \varepsilon$(左上块为 $A/\alpha$)→ 量子行走 $\cos\theta_j = \sigma_j/\alpha$ → QSP 多项式 $P(\cos\theta) \approx c/x$;有效条件数 $\kappa' = \alpha/\sigma_{\min}$,次数 $d = O(\kappa'\cdot\log(\kappa'/\varepsilon))$;演算:$\alpha = 2\sigma_{\max}$、$\kappa = 10 \Rightarrow \kappa' = 2\sigma_{\max}/(\sigma_{\max}/10) = 20$,$d = O(20\cdot\log(20/\varepsilon))$——只差常数因子
- 三代对比表:$\kappa$ 依赖 $O(\kappa^2)$ → $O(\kappa)$ → $O(\kappa)$;精度 $O(1/\varepsilon)$ → $O(\log(1/\varepsilon))$ → $O(\log(1/\varepsilon))$;后选择 有 → 无 → 无;块编码 不需要 → 隐式 LCU → 显式框架
类型definition-derivation(次数推导)+ 三代对比表