QRTlib:快速量子实数变换库
诸如离散余弦变换、正弦变换和哈特利变换等实数变换在经典计算中扮演着核心角色,它们与傅里叶变换相辅相成,广泛应用于信号处理、图像处理到数据压缩等领域。然而,这些变换的量子版本尚未得到同步发展,且缺乏在量子硬件上高效实现的统一框架。本文通过推出QRTlib填补了这一空白——该库能快速实现各类量子实数变换的实用化部署,包括多种类型的量子哈特利变换、余弦变换及正弦变换。研究人员开发了新型算法与电路优化技术,使这些变换既高效又适配近期量子设备。其中,基于酉算子线性组合(LCU)技术实现的量子哈特利变换,将电路规模较既有方法缩减了四分之三;而改进的I型量子正弦变换则消除了复杂多重控制操作。该工作还引入包括二进制补码和或树结构在内的电路级优化方案。QRTlib在Qiskit平台上首次完整实现了这些量子实数变换的标准化构建。



