旅行商问题路线的量子编码方法:基于路径生成、成本相位与有效排列
该研究团队提出了一种基于时间寄存器表示法的旅行商问题(TSP)紧凑量子编码方案。该方案将候选路线表示为离散时间步长上的n个城市标签序列,其中起始城市固定,其余城市采用二进制寄存器编码。研究人员阐述了该架构的三个核心要素:基于路径寄存器的均匀路线生成机制、用于标记有效路径的可逆预言机,以及编码总路径成本的相位预言机。有效性预言机可区分非起始城市的有效排列与无效赋值,而成本预言机则将起始边、中间过渡边和返回边的贡献累计为路径依赖的相位。这使得量子态中直接嵌入了候选路径的可行性及路径长度信息,形成相干叠加态。该方案所需量子比特数为$\Order{n\log_2(n)}$量级,电路深度与n呈二次方增长。该编码兼容振幅放大或频谱滤波技术(如量子奇异值变换QSVT或Grover算法),但由于有效路径占比呈指数级缩小,即便结合振幅放大技术,整体复杂度仍保持指数级。
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