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量子态制备和块编码是科学计算中量子算法通用且实用的输入模型。态制备和块编码的电路复杂度往往主导着量子算法端到端的门操作复杂度。该研究团队提出了具有更低CNOT门数量的态制备与块编码新算法。针对n量子比特的通用态制备，该工作将2011年Plesch-Brukner算法所需的CNOT门数量从(23/24)2ⁿ优化至(11/12)2ⁿ。在块编码方面，针对2ⁿ⁻¹×2ⁿ⁻¹矩阵的单辅助量子位协议采用谱范数作为次归一化标准，实现了前导项为(11/48)4ⁿ的CNOT门数量——该结果甚至超越了n量子比特酉合成(1/4)4ⁿ的理论下界。对于实际应用中常见的低秩矩阵，研究人员进一步优化了方案：针对秩为K的矩阵，其CNOT门数量前导项降至(K+(11/12))2ⁿ。该方案基于Krol等人提出的递归块ZXZ分解方法，创新性地引入对角矩阵迁移技术：通过利用对角矩阵与z轴均匀控制旋转的可交换性，最大限度减少了CNOT门的使用。