用于数据加载的量子编译框架
将经典数据高效编码到量子电路中是一个关键挑战,直接影响量子算法的可扩展性。该研究团队提出了一种面向资源优化的量子数据加载自动编译框架,可根据输入向量和目标容错需求进行定制。通过显式利用精确态制备与近似态制备之间的权衡关系,该方法系统地将总误差预算分配给精度误差和近似误差,从而最小化量子资源消耗。该框架支持包括多路复用加载器、量子只读存储器(QROM)结构、稀疏编码、矩阵乘积态(MPS)、傅里叶级数加载器(FSL)以及基于沃尔什变换的对角算子等全套前沿方法。 研究团队通过多个应用案例验证了该框架的有效性,在受控近似条件下持续发掘出非显而易见的资源优化策略。特别在计算流体动力学工作流中,自动选择MPS态制备与沃尔什变换编码,结合新型沃尔什测量技术,相比现有方法实现了超过四个数量级的资源压缩。该工作还带来了两项独立突破:针对d对角矩阵的更高效量子电路,以及动能算子的优化块编码方案。这些成果突显了具备近似感知能力的自动编译技术,对于在资源受限硬件上实现大规模量子算法的不可或缺性。
量科快讯
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