在泡利基测量下,结构态自适应断层扫描的指数级优势

关于自适应性是否有助于量子态层析成像的宽泛论断可能具有误导性,除非对态族、测量架构和误差度量进行明确说明。该工作研究了一个受限但物理上重要的场景:基于局部泡利基测量的单副本量子态层析成像,其中允许的测量设置为由局部单量子比特泡利算符构成的张量积测量算符,性能以迹距离衡量,且需在已知结构化态族上以高概率达到极小极大意义下的最优。该团队构建了一个显式的离散前缀/树状态族,使得自适应测量选择能够实现多项式副本复杂度,而任何非自适应设计在最坏情况下都需要指数级数量的副本。自适应上界源于利用部分前缀匹配揭示的分层面包屑信息进行分阶段前缀恢复。非自适应的下界基于一种稀有前缀机制:每个固定设计都会对某些深层前缀子集欠采样,而该子集外的竞争假设会诱导相同的单次测量定律,因此只有指数级小部分的测量预算对完整数据分布之间的KL散度有贡献。该结果界定了一个具体场景,在该场景中,自适应性在实验上常见的局部泡利测量架构下能够证明性地改变样本复杂度的标度律。
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提交arXiv: 2026-04-28 18:26

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