确定性量子搜索的递归神谕扩展

该研究团队提出了一种新型确定性量子搜索算法,为传统概率性搜索方法提供了实用性替代方案。该方案通过递归扩展基础预言机,使其标记与目标态前两位比特相同的所有状态(精确覆盖搜索空间的四分之一),从而在不依赖任意相位旋转(其他确定性方法的主要局限)的前提下消除了量子搜索的固有不确定性。该算法通过逐步缩减叠加态,最终实现目标态的确定性测量,其查询复杂度为O(N^(log₂(3)/2))≈O(N^0.7925),介于Grover算法的O(√N)与经典算法的O(N)之间。 该工作创新性地采用仅需两量子比特近邻扩散算子的设计,完全规避全局扩散操作。研究证明,尽管查询复杂度有所增加,对于不超过18量子比特的搜索空间,该方案能将扩散所需的两量子比特门总数降低一个数量级以上,在量子比特连接受限的硬件上优势更为显著。该算法固有的确定性、对简单近邻低深度操作的依赖,以及可扩展的递归结构,使其特别适合硬件实现。此外,该算法天然支持部分数据库搜索,无需完整搜索即可确定性识别特定目标比特,进一步拓展了应用场景。

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