单次查询量子算法解决索引-q隐子群问题

量子傅里叶变换(QFT)虽是诸多量子算法的核心元件,但其必要性常被误解。该研究团队重新审视了其在经典查询问题中的作用:Deutsch-Jozsa算法既不依赖QFT,也不需要域群结构;而Bernstein-Vazirani问题作为隐藏子群问题(HSP)的特例,其隐藏子群指数仅为1或2,该算法利用此特性实现单次查询求解。基于这些发现,研究人员提出指数q-HSP新框架:需判定隐藏子群H≤G的指数为1还是q,并在可能时精准识别H。 该工作提出的单次查询算法能在任意阿贝尔oracle余域结构下,有效区分指数1与q情况。更值得注意的是,通过配置恰当的oracle前后酉变换(基于G的逆QFT/QFT),在满足以下显式最小条件时,单次查询即可精确识别H:G/H须是q阶循环群,且输出字母表需具备忠实兼容的群结构。当q∈{2,3}时这些条件自动成立,从而实现无条件单次查询识别。相较之下,Shor-Kitaev采样方法无法保证单样本精确还原。此项成果清晰勾勒出阿贝尔HSP单次查询量子可解性的理论边界。
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提交arXiv: 2025-10-12 10:42

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