模块三回顾:现代算法体系(第 15–20 课)
- 主信息:后 QPE 时代的脊梁——块编码 → QSP → QSVT
- 层叠金字塔(自底向上,每层带公式):
- Trotter:误差 O(Λ₂t²/r);Shor 离散对数同台(求阶机制复用)
- 块编码:(⟨0|⊗I)·U_A·(⟨0|⊗I)† = A/α(α ≥ ‖A‖);LCU 构造 U_A = Σ|j⟩⟨j|⊗R_y(2·arccos(d_j/α))
- QSP/Qubitization:d 层相位因子实现 p(x);W 的特征值 e^(±iθ_j),θ_j = arccos(E_j/α)
- QSVT:矩阵求逆 d = O(κ·log(κ/ε));模拟 d = O(αt+log(1/ε))——精度依赖从 Trotter 的 1/ε 降到 log(1/ε)
- 前沿应用:GQSP-QETU、LCHS(e^{−i(H₁+H₂)t} 与 e^{−iH₁t}e^{−iH₂t} 之差 = (t²/2)[H₁,H₂] + O(t³))、薛定谔化;模块整合研讨
- 演算卡 1(Trotter,教材例子一 n=10、J=1、h=0.5):Λ₂ = 18 → t = 1、ε = 0.01 需 r ≥ Λ₂t²/ε = 1800 步;每步 37 门,总计 ≈ 6.7×10⁴ 门
- 演算卡 2(Qubitization,教材练习数值):α = 5、E₀ = 3 → θ₀ = arccos(0.6) ≈ 0.927 rad;E₁ = −4 → θ₁ = arccos(−0.8) ≈ 2.498 rad,特征值 e^(±i·0.927)、e^(±i·2.498)
类型module-map + 两处演算