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用於相位、能量和幅度估計的更快相干量子算法

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帕特里克·拉爾

德克薩斯大學奧斯汀分校量子信息中心

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抽象

我們考慮在以下條件下執行相位估計:我們只得到輸入狀態的一個副本,輸入狀態不必是么正的本徵態,並且狀態不能被測量。 大多數量子估計算法做出的假設使它們不適合這種“相干”設置,只留下教科書的方法。 我們提出了用於相位、能量和幅度估計的新算法,這些算法在概念和計算上都比教科書方法更簡單,具有更小的查詢複雜性和輔助足跡。 它們不需要量子傅立葉變換,也不需要量子排序網絡來計算多個估計的中值。 相反,他們使用塊編碼技術一次計算一位估計,通過奇異值變換執行所有放大。 這些改進的子程序可加速量子 Metropolis 採樣和量子貝葉斯推理的性能。


在 TQC 2021 上的演講

量子計算的一個基本目標是幫助研究物理系統。 該領域最早的成果之一是一種用於測量系統能量的快速量子算法,它可以作為其他量子算法的構建塊。 然而,該算法非常複雜且難以分析。 在本文中,我們提出了一種更簡單的方法,該方法基於將多項式應用於哈密頓量以提取估計的每個位。 該技術比現有技術快 20 倍。

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資料來源:https://quantum-journal.org/papers/q-2021-10-19-566/

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