标准量子相位估计通过随机初始态检测所有特征值

标准量子相位估计(QPE)常被认为不适用于同时检测所有特征值,因其要求初始态与目标特征态存在足够重叠。本研究表明,这一限制并非QPE电路固有特性。标准QPE的输出分布可表示为以特征模平方重叠加权的费耶核叠加。该团队证明,若每次测量的初始态独立采自1-design(特别是通过随机选择计算基态),这些模权值在期望下会均衡化,从而产生一个在所有特征相位位置均呈现峰值的态平均QPE分布。在此意义上,无需修改标准QPE电路即可获取全部特征值;重复特征值将通过其本征空间的聚合权重显现。对于满足分离条件的相异特征相位,该工作进一步建立了严格的峰值检测理论,并推导出检测所有峰值的充分测量次数估计。该研究团队通过对计算机辅助工程(CAE)中1,008自由度有限元法(FEM)矩阵的数值实验验证了该理论。

作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2026-04-01 04:38

量科快讯