一种统一离散和连续量子行走的混合量子行走模型
量子行走(包括离散和连续形式)作为量子信息处理领域的基础工具具有多样化应用。该研究提出了一种融合离散行走的“掷币”机制与连续行走哈密顿驱动时间演化的混合量子行走模型。通过对基本图结构(双顶点环形图、星型图及线型图)的概率分布、标准偏差及纠缠熵进行系统分析,研究人员揭示了该模型区别于传统量子行走范式的独特动力学特征。该框架展现出统一性优势,能够自然地将现有量子行走模型作为特例涵盖其中。
该混合架构衍生出两个重要应用:(1)该团队开发了通用连通图中实现完美态传输(PST)的新协议,突破了以往方法对图结构的限制,并在超导量子处理器上实现了树形图的PST;(2)研究人员设计出时间复杂度为O(n²d₁⋯d_K)的量子算法,用于计算n顶点正则图K个邻接矩阵的乘积。当顶点度数d_i有界时,该算法性能超越经典矩阵乘法(O(n²·³⁷¹⁵⁵²)),并基于PennyLane量子模拟平台实验验证了其在三角形计数任务中的有效性。这些成果表明,混合量子行走不仅能衔接离散与连续范式,更能在图计算任务中实现实际量子优势。
