通过迪克态制备实现高效LCU块编码
随着以量子奇异值变换(QSVT)为代表的算法工具日益成为统一各类量子加速的基础框架,块编码(作为其核心输入模型)的高效构建变得愈发关键。然而,设计显式的块编码电路仍是一个公认的难题。在众多块编码方案中,单位线性组合(LCU)因其普适性被广泛研究,但其实际应用常受显著门资源开销的限制——这主要源于SELECT预言机所需的多重控制门。 该研究团队提出了一种名为FOQCS-LCU的紧凑型LCU架构:通过校验矩阵形式体系,该方案仅需线性数量的单控制泡利门与辅助量子位即可实现恒定深度的SELECT预言机。研究还表明,通过挖掘问题内在结构,态制备预言机的成本也可大幅降低——团队设计了一套参数化高效Dicke态制备程序集来实现这一目标。针对海森堡模型、自旋玻璃哈密顿量等典型自旋模型,研究人员构建了显式块编码电路,并提供了精确至非渐近量级的门计数。数值基准测试验证了FOQCS-LCU的优越性,其CNOT门数量较传统LCU实现了数量级优化。该框架为超越当前研究范围的广谱结构化矩阵高效块编码开辟了新路径。
