- 四张卡:
- 稀疏卡:$s$ 个非零振幅只在 $s$ 条根到叶路径的并集($\le sn$ 个节点)放旋转 → 朴素 $O(sn^2)$;Ramacciotti–Turco(PRA 2024)合并同类旋转 → $O(sn)$、零辅助比特;支撑未知 → Oracle 搜索 $O(\sqrt{Ns}\cdot n)$
- 分布卡:均匀 $|U_N\rangle = (1/\sqrt{N})\cdot\sum|j\rangle = |+\rangle^{\otimes n}$,$n$ 个 Hadamard;正态按尾界 $\sum_{k>t} e^{-k^2/2\sigma^2} \le (\sigma^2/t)\cdot e^{-t^2/2\sigma^2}$ 截断,$t = \sigma\cdot\sqrt{2\cdot\ln(2/\varepsilon)}$ 后走稀疏路线;幂律 $\alpha>1$ 尾界 $t^{1-\alpha}/(\alpha-1)$ → 截断点与 $N$ 无关
- 低纠缠卡:MPS 与阶梯形电路等价,键维度 $\chi$ → 门数 $O(n\cdot\chi^2)$;$\chi = O(1)$ → $O(n)$
- 最优深度卡:Zhang–Li–Yuan(PRL 2022)任意态 $\Theta(n)$ 深度、代价 $O(2^n)$ 辅助比特;$s$-稀疏态深度 $\Theta(\log(ns))$、辅助比特 $O(ns\cdot\log s)$
- 演算(代入数字):
- 正态:$\varepsilon = 0.01$、$\sigma = 10$ → $t = 10\times\sqrt{2\cdot\ln 200} = 10\times\sqrt{10.60} \approx 32.6$ → 有效支撑 $s = O(\sigma\cdot\sqrt{\log(1/\varepsilon)})$ 个格点 → 门数 $O(sn) = O(n^2\cdot\mathrm{polylog})$
- 幂律:$\alpha = 2$、$\varepsilon = 10^{-6}$ → $t \ge ((\alpha-1)\cdot\varepsilon)^{-1/(\alpha-1)} = (10^{-6})^{-1} = 10^6$,与 $N$ 无关 → $s = O(1)$ → 门数 $O(n)$
- 结果框:下界 $\Theta(2^n)$ 只攻击无结构的任意态——稀疏、分布、低纠缠各兑换一个指数级折扣
类型formula-card(四象限公式卡,每卡"结构 → 门数")