格罗弗算法的形式化建模与验证

格罗弗算法(Grover's algorithm)依赖于量子力学的叠加态与干涉原理,在无序数据库搜索等特定任务中比经典计算更具效率。由于量子力学的高度复杂性,传统模拟方法难以保证量子算法的正确性。相比之下,该算法的基础概念与数学结构可形式化为逻辑表达式,并通过高阶逻辑推理进行验证。该研究团队在HOL Light定理证明器中完成了对格罗弗算法的形式化建模与验证工作,重点证明了其预言机(oracle)和扩散算子(diffusion operator)的酉性、成功概率随迭代次数单调递增等关键性质,并推导出最优迭代次数的精确表达式。通过对整数分解这一具体应用的分析,该工作展示了其实际价值与发展前景。

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提交arXiv: 2026-01-05 06:56

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