傅里叶采样实际上如何工作(并解决奇偶校验问题)?


10

我写的是Umesh Vazirani教授的傅立叶采样视频讲座的第一部分和第二部分。

我从一部分开始:

在Hadamard变换中:

在此处输入图片说明

|0...0⟩→∑{0,1}n12n/2|x⟩
|u⟩=|u1...un⟩→∑{0,1}n(−1)u.x2n/2|x⟩(where u.x=u1x1+u2x2+...+unxn)

在傅立叶采样中:

|ψ⟩=∑{0,1}nαx|x⟩→∑xαx^|x⟩=|ψ^⟩

|ψ^⟩x|αx^|2

第二部分:

奇偶问题:

f:{0,1}n→{0,1}f(x)=u.xu1x1+u2x2+...+unxn(mod 2)u∈{0,1}nuf

在此处输入图片说明

u

  • 12n/2∑x(−1)f(x)|x⟩

  • u

u

他们进一步建立了这样的量子门:

在此处输入图片说明

|0⟩|−⟩−⊕f(0...0)⊕

Answers:


7

|0⟩⊗n|−⟩H⊗n⊗I

(∑x={0,1}n12n/2|x⟩)|−⟩=12n/2(|0⟩+|1⟩)⊗n|−⟩.
Uf
Uf(∑x={0,1}n12n/2|x⟩)|−⟩=∑x={0,1}n12n/2|x⟩|−⊕f(x)⟩.

⊕

(∑x={0,1}n12n/2(−1)f(x)|x⟩)|−⟩.
Uf|x⟩(|0⟩−|1⟩)=|x⟩|f(x)⟩−|1⊕f(x)⟩=(−1)f(x)|x⟩(|0⟩−|1⟩)

xx=∏ixi

H|xi⟩=12(|0⟩+(−1)xi|1⟩)=12∑y={0,1}(−1)xi.y|y⟩.

H⊗n|x⟩=12n/2∑y∈{0,1}n(−1)x.y|y⟩.

12n(∑x,y={0,1}n(−1)f(x)⊕x.y|y⟩)|−⟩.

f(x)=u.x=x.u(−1)f(x)⊕x.y=(−1)x.(u⊕y)x∑x(−1)x.(u⊕y)=0,∀u⊕y≠0u⊕y=0u=y|u⟩|−⟩u

|+⟩⊗n|u⟩

关键是,使用叠加,我们可以同时对所有量子位执行此操作,而不必像传统情况那样单独检查每个量子位。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.