量子奇异值变换的矩阵逆多项式

采用量子奇异值变换(QSVT)实现量子矩阵求逆时,需要构建针对1/x的多项式近似。现有文献中多种方法构造的多项式已达到已知最优阶数复杂度𝒪(κ log(κ/ε))(其中κ为条件数,ε为均匀误差),但针对固定误差ε的最优低阶多项式仍需通过计算量巨大的Remez算法进行数值逼近,导致预处理阶段耗时过长。本工作通过解析方法直接推导出最优多项式,与基于泰勒展开、切比雪夫迭代和凸优化等文献方法对比验证了其最优性。特别地,当κ log(κ/ε)取值较大时,该团队所得多项式在区间[-1,1]上的最大值是所有方法中的最小值,根据QSVT归一化条件的要求,这将有效降低电路深度。随文提供的Python代码将使该成果更便于领域内实践者应用。

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