作为编程抽象的块编码:Eclipse Qrisp块编码接口

分块编码(Block-encoding)是现代量子算法的基础技术,通过将非酉操作嵌入更大的酉矩阵来实现其运算。尽管该技术在理论上具有强大功能,且对量子奇异值变换(QSVT)和量子信号处理(QSP)等高级协议至关重要,但生成可编译的分块编码实现仍面临巨大挑战。本研究介绍了Eclipse Qrisp框架中的BlockEncoding接口,将分块编码确立为面向广泛科研群体的高级编程抽象。本文既作为技术框架介绍,又提供实践教程,具体阐述了接口所抽象的关键底层概念(如分块编码构建与量子比特化技术),以及它们与Childs-Kothari-Somma(CKS)算法等方法实际集成的细节。该工作概述了接口的软件架构,包括构造函数、核心工具库、算术组合功能,以及矩阵求逆、多项式滤波和哈密顿量模拟等算法应用。通过代码示例,研究团队展示了该接口如何简化高级量子算法的实际实现过程及其相关资源估算。
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提交arXiv: 2026-04-20 13:51

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