量子科技中心_量科网

十多年前的研究已证明，量子计算有望通过实现复杂度超越经典方法的算法（例如著名的HHL线性方程组求解算法），彻底革新数值线性代数领域。高效执行这类算法的关键在于将输入数据（矩阵和向量）表示为能编码或实现这些输入的量子电路。针对该任务，学术文献中形成了两种主流电路表示方法：块编码与态制备电路。本文系统研究了基于这两种形式的矩阵编码方法，重点探索了从经典形式给出的矩阵构建这些表示的技术，以及不同电路表示之间的量子双向转换方法。该研究团队取得的两项关键成果包括：（1）针对经典形式（数据存储在经典随机存取存储器中）任意矩阵的高效块编码通用构造方法；（2）块编码与态制备电路之间的低开销双向转换算法，证明这两种模型本质等价。从技术角度看，本工作的核心组件包含：（i）能同时复用给定尺寸所有高阶泡利矩阵的特殊恒定深度多路复用器；（ii）实现矩阵在标准基展开式与高阶泡利矩阵基展开式之间量子转换的算法。