基于哈密顿量模拟的低辅助块编码
区块编码是量子算法中的核心原语,但标准构造通常需要对数级别的辅助开销和复杂的受控操作。最近的界进一步证明,在广泛的电路模型中,对于精确构造而言,这种辅助开销是不可避免的。该研究证明,这一障碍可以在近似设定中被绕过。具体而言,该研究提出了一种简单的单辅助构造,通过广义量子信号处理,将哈密顿演化转化为底层哈密顿量的区块编码。对于由厄米分解 \(A=\sum_{j=1}^L α_j H_j\) 给出的算子,该研究以两种方式实例化了该区块编码构造,这两种方式在所需哈密顿演化的实现方法上有所不同。使用高阶特罗特化,该研究得到了 \(A\) 的一个 \(\varepsilon\)-近似区块编码,只需一个辅助量子比特,电路深度为 \(\widetilde O\big(L(α/\varepsilon)^{o(1)}\big)\),其中 \(α=\sum_j α_j\)。使用多乘积公式,该研究得到的电路深度为 \(\widetilde O(L)\),代价是需要 \(O(\log\log(1/\varepsilon))\) 个辅助量子比特。该研究的构造为标准LCU框架提供了替代方案,重点是在保持(近乎)最优电路深度的同时减少辅助量子比特数量。
量科快讯
1 天前
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