最佳界、障碍与非厄米双变量量子信号处理的扩展
多元量子信号处理(M-QSP)近期被证明适用于非厄米哈密顿量模拟,这引发了关于优化景观、角度寻找和常数因子分析等一系列问题。本文解决了其中若干问题。该团队发现反厄米查询复杂度 \( d_I = \Theta\bigl(\beta_I T + \log(1/\varepsilon) / \log\log(1/\varepsilon)\bigr) \) 是紧的,这一结论通过切比雪夫系数界、修正贝塞尔函数渐近分析和朗伯W反演得到。在双变量多项式模型中,快进至 \( d_I = \mathcal{O}(\beta_I T) \) 是不可能的,但可实现状态依赖的线性改进至 \( d_I = \mathcal{O}\bigl(\beta_{\text{eff}} T + \log(1/\varepsilon) / \log\log(1/\varepsilon)\bigr) \)。M-QSP的优化景观存在伪局部极小值,但热启动盆地保证确保了两阶段算法的收敛性。利用CRC的块剥离方法将角度寻找从 \( \mathcal{O}(d^3) \) 经典操作降低至 \( \mathcal{O}(d^2) \),而优化的误差分配使得领先常数相对于信息论下界约为2。一个常数比条件可推广至非相同信号算子,从而能够以查询复杂度 \( \mathcal{O}\bigl(\int_0^T (\alpha_R(s) + \beta_I(s)) \, ds + \log(1/\varepsilon) / \log\log(1/\varepsilon)\bigr) \) 实现时间依赖的非厄米模拟。在行走算子预言机模型下,块编码开销 \( e^{-2\beta_I T} \) 对所有函数类成立,而膨胀方法(薛定谔化)达到了行走算子屏障。在受限域上,一个精确表征的直接访问构造实现了固有屏障 \( e^{-2\omega T} \)(对于非对易哈密顿量,有 \( \omega < \beta_I \)),但将其推广至完整双环面仍是开放问题。

