通过优化DQI电路实现可验证的量子优势

解码量子干涉测量(DQI)通过将特定优化问题规约为可逆解码任务,为超多项式量子加速提供了框架。该研究团队将此技术应用于最优多项式交点(OPI)问题——其对偶码为里德-所罗门(RS)码,并首次证实DQI在OPI问题上实现了渐进最优的可验证量子优势:解决经典计算复杂度为O(2^N)的实例仅需Õ(N)量子门,达到理论下界。实现该加速需要高效的可逆RS解码器,研究人员为此设计了基于扩展欧几里得算法的新型量子电路(解码器的性能瓶颈),通过隐式贝祖系数访问的新表示法和优化原位架构,将空间复杂度降至理论最低值2nb量子比特,同时显著减少门数量。这些改进具有广泛适用性(包括离散对数的Shor算法)。团队分析了二元扩域GF(2^b)上的OPI问题,评估其抵御新型经典攻击的能力,并确定了具有韧性的实例。资源估算表明:经典计算不可行的OPI实例(需>10²³次经典尝试)仅需约572万托佛利门即可求解,远低于破解RSA-2048所需门数量,使DQI成为实用化可验证量子优势的有力候选方案。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2025-10-13 03:19

量科快讯