西蒙问题在量子计算中存在指数级加速优势,但现有量子设备仅支持量子比特。该研究提出了一种通用构建方法,通过定义由受控置换和量子位相操作实现的虚拟量子位,在量子比特硬件上模拟西蒙算法的高维版本。研究人员构建了维度提升的预言机,将隐藏位移编码至d维空间,并展示了如何仅用量子比特门实现其功能。该工作通过数学验证确认提升后的电路能复现正确测量统计量,分析了深度开销与维度d的权衡关系,并利用QuTiP对不同参数值进行了数值模拟。该方法展示了如何将高维结构嵌入量子比特设备,为现有硬件扩展高维量子算法提供了通用解决方案。
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提交arXiv:
2025-12-07 09:39