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DAY 15
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不嚴謹的量子計算雜談系列 第 15

[QSP / QSVT] QSVT 應用:QPE

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今天來說說第一個 QSVT 的應用:QPE。還記得剛開始的前幾天,我們認識了三種 QPE 演算法嗎?介紹完 QSVT 之後,我們將迎來第四種 QPE 演算法!

為我們感興趣的 unitary matrix,且 是我們想測量的 phase。考慮矩陣 ,其含有一奇異值

假設 可以由 位元表示,即 ,則 含有一奇異值

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230924/201624700A3hQUlPJi.png

於是, 的資訊可以如下獲得:

其中

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230924/20162470BlUfG9K9H5.png

接著進行類似於 Itetative QPE 的步驟:透過先前的測量結果來作為之後量子電路的輸入,逐一計算出 的每個位元。請容我不贅述細節了!(像是為什麼有 ;詳見) 直接附上電路圖供大家參考:(圖來源:A Grand Unification of Quantum Algorithms, p.18, Fig 11)

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230924/20162470Gw3eAgHq8B.png

簡而言之,利用 QSVT 的 QPE 演算法可以總結成以下步驟:

  1. 利用多項式 逼近 ,並找出相應的角度序列
  2. 透過 QSVT 作用在 的奇異值上
  3. 用類似 Iterative QPE 的方法,逐一測量出 phase 的每一位元,並將測量結果回饋到之後的電路

根據筆者粗淺的理解,利用 QSVT 的 QPE 雖然有減小估計錯誤的優勢 (詳見),但是電路深度卻大大的提高:紅框標示處並非單一量子閘,而是深度與 的 degree 成正比的子電路!即使這樣的演算法實現可能性低,它依舊展現了 QSVT 眾多可能性之一!明天我們將迎接 QSVT 的另一種應用!

參考資料


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