学习费米子线性光学:海森堡标度与物理操作

该研究团队重新审视了费米子线性光学(FLO,即费米子高斯酉变换)的学习问题。针对未知FLO的黑盒查询场景,先前方案需要𝒪̃(n⁵/ε²)次查询(其中n为系统规模,ε为钻石范数误差),且依赖违反费米子超选择规则的非物理操作和/或n个辅助模式来制备FLO的Choi态。本工作建立了高效且实验友好的协议:遵循超选择规则、使用最少量辅助(至多1个额外模式),并显著提升了对参数n和ε的依赖关系。对于任意主动型FLO,该算法最多需要𝒪̃(n⁴/ε)次查询;而对粒子数守恒的被动型FLO,证明𝒪(n³/ε)次查询即可实现。若允许使用n个辅助模式,主动型复杂度可进一步降至𝒪̃(n³/ε)——这是首个达到海森堡精度标度的FLO学习算法。作为副产品,该工作还改进了η粒子Slater determinant态在ε迹距离下的高效态层析技术,将拷贝复杂度优化为𝒪̃(√n η²/ε²),这一结果可能具有独立研究价值。

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提交arXiv: 2026-02-04 21:18

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