通过数据压缩实现混合量子态制备

一般n量子比特态的量子态制备(QSP)需要𝒪(2ⁿ)数量的CNOT门和电路深度,使得精确振幅编码(EAE)在近期量子硬件上难以实现。该研究团队提出了一种无需辅助比特的经典-量子混合策略,将可压缩数据类的制备成本降至𝒪(多项式(n))。该方法首先通过经典压缩步骤获得输入的d稀疏表示,利用稀疏态制备例程加载该稀疏向量,再通过多项式深度的量子逆变换重构目标态。该工作基于傅里叶变换和哈尔变换,在合成基准信号和真实生物医学时间序列上评估了该框架,结果表明:相较EAE,该方法显著降低了CNOT门数量和电路深度;相较于傅里叶级数加载器(FSL)也具有竞争力。量子模拟实验证实,经典数据压缩与量子解压缩的结合为高效QSP提供了可扩展框架,在无需变分训练或辅助寄存器的前提下降低了量子资源开销。
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提交arXiv: 2025-12-01 15:32

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