模块四回顾:应用与前沿(第 21–28 课)
- 主信息:四象限应用 + 一场前沿研讨
- 四象限(各带公式/复杂度):
- 科学计算:HHL 成功概率 P₁ ≥ 1/κ²(取 C = λ_min)、总门数 Õ(sκ²/ε)(振幅放大后);变量时间线性求解器;量子 ODE/PDE;Gibbs 态与离散绝热
- 量子信息:不可克隆定理;QKD 截获-重发条件误码 1/4;态层析独立参数 4ⁿ−1、总副本 O(4ⁿ/ε²);QRAM
- QML 两讲:VQE E(θ) = ⟨ψ(θ)|H|ψ(θ)⟩ ≥ E₀;参数平移 ∂E/∂θ_k = ½[E(θ_k+π/2) − E(θ_k−π/2)];QAOA;量子核
- 前沿研讨:welded tree 量子 poly(n) 查询 vs 经典次指数;collision O(N^1/3)(二对一承诺)vs 元素互异 Θ(N^2/3);量子密码分析
- 演算卡 1(BB84,教材数值):单个筛后比特误码率 = (1/2)·(1/2) = 1/4;Eve 窃听 m 个校验比特不被发现的概率 (3/4)^m,m = 100 → ≈ 3×10⁻¹³
- 演算卡 2(贫瘠高原,教材数值):Var[∂E/∂θ] ∝ 2⁻ⁿ,n = 30 → 2⁻³⁰ ≈ 10⁻⁹;把梯度信噪比拉回 O(1) 需约 10⁹ 次 shots——训练在原理上不可行
类型module-map(四象限公式卡 + 两处演算)