第 30 课 · Capstone 答辩课——知识地图、评分表与下一程 · Capstone

Capstone:项目与要求(第 29–30 课)

  • 主信息:一条端到端管线,收束全部能力
  • 候选 A(QPE → HHL 管线)命题框:$|b\rangle = \sum\beta_j|u_j\rangle$ → QPE → $\sum\beta_j|u_j\rangle|\lambda_j\rangle$ → 受控旋转 $\sin(\theta_j/2) = C/\lambda_j$($C \le \lambda_{\min}$)→ 测后选择 $P_1 \ge 1/\kappa^2$
  • 候选 A 演算(教材 HHL 数值实例,逐行):
    1. $A = \mathrm{diag}(1,2)$,$b = (1,1)^{\top}$ → $|b\rangle = (|0\rangle + |1\rangle)/\sqrt{2}$
    2. 取 $m = 2$、$t = \pi/2$:$\phi_0 = \lambda_0 t/2\pi = 1/4 = 0.01_2$,$\phi_1 = 1/2 = 0.10_2$——QPE 精确读出
    3. $C = \lambda_{\min} = 1$:$\lambda = 1$ → $\theta = 2\arcsin(1) = \pi$($|1\rangle$ 分量振幅 1);$\lambda = 2$ → $\theta = 2\arcsin(1/2) = \pi/3$(振幅 $1/2$)
    4. $P_1 = 1/2 \cdot 1^2 + 1/2 \cdot (1/2)^2 = 5/8 \ge 1/\kappa^2 = 1/4$ ✓($\kappa = 2$)
    5. 成功分支 $|x\rangle = (2|0\rangle + |1\rangle)/\sqrt{5}$:$P(0) = 4/5$、$P(1) = 1/5$,正比于 $A^{-1}b = (1, 1/2)^{\top}$ ✓
  • 候选 B(VQE 小分子)公式卡:
    • 变分原理:$E(\theta) = \sum_j E_j|c_j|^2 \ge E_0$(逐项 $E_j|c_j|^2 \ge E_0|c_j|^2$ 再求和——一行证明)
    • 收敛判据:$\Delta E \le \epsilon(E_1 - E_0)$ $\Rightarrow$ 保真度 $1 - |\langle E_0|\psi\rangle|^2 \le \epsilon$;化学精度 $\approx 1.6$ mHa
    • 梯度:参数平移规则,每个参数 2 次电路执行
  • 要求四件套(横条卡片):真实后端或含噪 dummy 后端执行 / 配合校准与误差缓解校正结果 / 可复现脚本 / 报告 + 答辩
类型worked-example + formula-card