Zur effizienten Quantenblockkodierung von Pseudodifferentialoperatoren

Zur effizienten Quantenblockkodierung von Pseudodifferentialoperatoren

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Haoya Li1, Hongkang Ni2 und Lexing Ying1,2

1Fakultät für Mathematik, Stanford University, Stanford, CA 94305
2Institut für Computational and Mathematical Engineering, Stanford University, Stanford, CA 94305

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Abstrakt

Die Blockkodierung ist der Kern vieler bestehender Quantenalgorithmen. Mittlerweile gelten effiziente und explizite Blockkodierungen dichter Operatoren allgemein als herausforderndes Problem. In diesem Artikel wird eine umfassende Studie zur Blockkodierung einer umfangreichen Familie dichter Operatoren vorgestellt: der Pseudodifferentialoperatoren (PDOs). Zunächst wird ein Blockkodierungsschema für generische PDOs entwickelt. Dann schlagen wir ein effizienteres Schema für PDOs mit trennbarer Struktur vor. Abschließend demonstrieren wir einen expliziten und effizienten Blockkodierungsalgorithmus für PDOs mit einer dimensionsmäßig vollständig trennbaren Struktur. Für alle vorgestellten Blockkodierungsalgorithmen wird eine Komplexitätsanalyse bereitgestellt. Die Anwendung theoretischer Ergebnisse wird anhand von Arbeitsbeispielen veranschaulicht, einschließlich der Darstellung elliptischer Operatoren mit variablen Koeffizienten und der Berechnung der Umkehrung elliptischer Operatoren ohne Aufruf von quantenlinearen Systemalgorithmen (QLSAs).

Die Blockkodierung ist der Kern vieler bestehender Quantenalgorithmen. Mittlerweile gelten effiziente und explizite Blockkodierungen dichter Operatoren allgemein als herausforderndes Problem. In diesem Artikel wird eine umfassende Studie zur Blockkodierung einer umfangreichen Familie dichter Operatoren vorgestellt: der Pseudodifferentialoperatoren (PDOs). Wir entwickeln neuartige Blockkodierungsschemata für drei Arten von PDOs mit unterschiedlichen Strukturen. Zusätzlich zu einer gründlichen Komplexitätsanalyse bieten wir explizite Beispiele, in denen verschiedene PDOs mit den vorgeschlagenen Blockkodierungsschemata dargestellt werden.

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Konnte nicht abrufen Crossref zitiert von Daten während des letzten Versuchs 2023-06-02 12:49:57: Von Crossref konnten keine zitierten Daten für 10.22331 / q-2023-06-02-1031 abgerufen werden. Dies ist normal, wenn der DOI kürzlich registriert wurde.

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