量子物理
[提交于 2025年7月31日
]
标题: 振幅放大和估计需要逆运算
标题: Amplitude amplification and estimation require inverses
摘要: 我们证明,对于暴力搜索和计数的通用量子加速仅在我们对其应用的过程可以被高效逆时的情况下成立。 加速这些问题的算法,幅度放大和幅度估计,假设能够应用状态制备酉变换$U$及其逆变换$U^\dagger$; 我们基于迹估计给出了问题实例,其中没有任何仅使用$U$的算法能超越朴素的二次更慢的方法。 我们对此的证明很简单,通过了由Zhandry引入的压缩预言机方法。 由于这两个子例程负责量子算法中二次“Grover”加速的普遍性,我们的结果解释了为什么在量子学习、计量学和传感的设置中,这种加速要难得多。 在这些设置中, $U$模型实验系统的演化,因此实现$U^\dagger$可以更加困难——相当于在系统内逆转时间。 我们的结果表明一种二分法:没有逆访问,量子加速是稀少的;而有了它,量子加速则丰富。
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