模块二回顾:算法主线(第 8–14 课)
- 主信息:并行不够,干涉才是算法
- 四条主线(各带公式):
- 入门:Deutsch-Jozsa 1 次查询 vs 经典最坏 2ⁿ⁻¹+1 次;Bernstein-Vazirani 一次读出内积 s = a·x mod 2
- 傅里叶主线:QFT |x⟩ ↦ (1/√Q)Σ e^(2πixy/Q)|y⟩,O(n²) 门;QPE 精度 ε = 1/N、最近整数成功概率 ≥ 4/π² ≈ 0.405;Simon O(n) 次查询 vs 经典 2^(n/2),n−1 个样本线性无关概率 ∏(1−2^(−j)) ≈ 0.289(常数)
- 搜索主线:P_T = sin²((2T+1)θ),θ = arcsin(1/√N);振幅放大 O(1/√p);振幅估计 p = sin²(θ/2)
- 收官:Shor 求阶 r → gcd(a^(r/2)±1, N);Q ≥ N² 保证连分数恢复
- 演算卡 1(Grover,教材练习 4 数值):N = 1024 → T = ⌊π/4·√N⌋ = ⌊π/4·32⌋ = 25 次迭代;成功概率 ≥ 1−1/1024 ≈ 99.9%;经典 Θ(N) = 1024 次
- 演算卡 2(Shor,教材 §分解 N=15):a = 7:7¹=7,7²=49≡4,7³≡13,7⁴≡1 (mod 15) → r = 4(偶);7² ≡ 4 ≢ −1;gcd(4−1,15) = 3,gcd(4+1,15) = 5 → 15 = 3×5
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