आपके पहले सवाल के जवाब में, मैंने अपनी समझ के बारे में कुछ समय पहले कुछ नोट्स लिखे थे कि यह कैसे काम करता है। संकेतन शायद थोड़ा अलग है (मैंने इसे अधिक पंक्ति में लाने की कोशिश की है, लेकिन बिट्स को याद करना आसान है), लेकिन राज्य के उस विकल्प को समझाने का प्रयास करता है|Ψ0⟩। के कुछ कारक भी प्रतीत होते हैं12 स्थानों में घूमना।
जब हम पहले चरण के आकलन का अध्ययन करते हैं, तो हम आमतौर पर कुछ विशेष एल्गोरिथ्म में उपयोग करने के संबंध में सोच रहे होते हैं, जैसे शोर का एल्गोरिथ्म। इसका एक विशिष्ट लक्ष्य है: सर्वश्रेष्ठ हासिल करनाt-इंजीन्यूअल के लिए -बिट सन्निकटन। आप या तो करते हैं, या आप नहीं करते हैं, और चरण आकलन का वर्णन विशेष रूप से संभव के रूप में उच्च सफलता संभावना देने के लिए तैयार है।
एचएचएल में, हम कुछ राज्य बनाने की कोशिश कर रहे हैं
|ϕ⟩=∑jβjλj|λj⟩,
कहाँ पे
|b⟩=∑jβj|λj⟩, चरण निर्धारण का उपयोग करना। इस के सन्निकटन की सटीकता, उन प्रतिजन के सटीक अनुमान पर कहीं अधिक गंभीर रूप से निर्भर करेगी जो कि 0 के करीब 0 के बजाय 0 के करीब हैं। एक स्पष्ट कदम इसलिए, चरण अनुमान प्रोटोकॉल को संशोधित करने का प्रयास करना है ताकि निश्चित चौड़ाई के `डिब्बे 'का उपयोग करने से
2π/T के चरणों का अनुमान लगाने के लिए
e−iAt (
T=2t तथा
t चरण अनुमान रजिस्टर में संख्याओं की संख्या है), हम इसके बजाय एक सेट निर्दिष्ट कर सकते हैं
ϕy के लिये
y∈{0,1}tप्रत्येक बिन के केंद्र के रूप में कार्य करने के लिए ताकि हम 0 चरण के करीब सटीकता बढ़ा सकें। आम तौर पर, आप चरण के फ़ंक्शन के रूप में त्रुटियों के प्रति कितने सहिष्णु हो सकते हैं, इसके लिए आप एक व्यापार-बंद फ़ंक्शन निर्दिष्ट कर सकते हैं
ϕ। इस फ़ंक्शन की सटीक प्रकृति को किसी दिए गए अनुप्रयोग और योग्यता के विशेष आंकड़े के साथ जोड़ा जा सकता है, जिसका उपयोग आप सफलता निर्धारित करने के लिए करेंगे। शोर के एल्गोरिथ्म के मामले में, हमारी योग्यता का आंकड़ा बस इस बिनिंग प्रोटोकॉल था - अगर हम सही बिन में उत्तर थे, और इसके बाहर असफल रहे तो हम सफल रहे। यह एचएचएल में ऐसा नहीं होने जा रहा है, जिसकी सफलता को यथोचित रूप से एक निरंतर उपाय जैसे कि निष्ठा द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। इसलिए, सामान्य मामले के लिए, हम एक लागत समारोह नामित करेंगे
C(ϕ,ϕ′) जो जवाब के लिए एक दंड निर्दिष्ट करता है
ϕ′ अगर सच्चा चरण है
ϕ।
याद रखें कि मानक चरण अनुमान प्रोटोकॉल ने एक इनपुट राज्य का निर्माण करके काम किया था जो सभी आधार राज्यों का एक समान सुपरपोजिशन था |x⟩ के लिये x∈{0,1}t। इस राज्य का उपयोग कई नियंत्रित के अनुक्रमिक अनुप्रयोग को नियंत्रित करने के लिए किया गया था-Uगेट्स, जिनका उलटा फूरियर ट्रांसफॉर्म होता है। कल्पना कीजिए कि हम इनपुट स्टेट को किसी अन्य राज्य से बदल सकते हैं
|Ψ0⟩=∑x∈{0,1}tαx|x⟩,
और फिर बाकी प्रोटोकॉल पहले की तरह काम कर सकते थे। अभी के लिए, हम इस सवाल की अनदेखी करेंगे कि नए राज्य का निर्माण करना कितना कठिन है
|Ψ0⟩, जैसा कि हम मूल अवधारणा को व्यक्त करने की कोशिश कर रहे हैं। इस अवस्था से शुरू, नियंत्रित का उपयोग-
U गेट्स (एक eigenvector को लक्षित करना)
U eigenvalue की
ϕ), राज्य का उत्पादन करता है
∑x∈{0,1}tαxeiϕx|x⟩.
उलटा फूरियर रूपांतरण पैदावार को लागू करना
1T−−√∑x,y∈{0,1}teix(ϕ−2πyM)αx|y⟩.
जवाब मिलने की संभावना
y (अर्थात
ϕ′=2πy/T) है
1T∣∣∣∣∑x∈{0,1}teix(ϕ−2πyT)αx∣∣∣∣2
इसलिए लागत समारोह का अपेक्षित मूल्य, का एक यादृच्छिक वितरण मानते हुए
ϕ, है
C¯=12πT∫2π0dϕ∑y∈{0,1}t∣∣∣∣∑x∈{0,1}teix(ϕ−2πyT)αx∣∣∣∣2C(ϕ,2πy/T),
और हमारा काम एम्पलीट्यूड का चयन करना है
αx किसी भी विशिष्ट प्राप्ति के लिए इसे कम से कम करें
C(ϕ,ϕ′)। यदि हम सरल धारणा बनाते हैं
C(ϕ,ϕ′) का केवल एक कार्य है
ϕ−ϕ′, तो हम देने के लिए एकीकरण में परिवर्तनशील परिवर्तन कर सकते हैं
C¯=12π∫2π0dϕ∣∣∣∣∑x∈{0,1}teixϕαx∣∣∣∣2C(ϕ),
जैसा कि हमने उल्लेख किया है, सबसे उपयोगी उपाय एक निष्ठा उपाय होने की संभावना है। गौर कीजिए कि हमारे पास एक राज्य है
|+⟩ और हम एकात्मक को लागू करना चाहते हैं
Uϕ=|0⟩⟨0|+eiϕ|1⟩⟨1|, लेकिन इसके बजाय हम लागू करते हैं
Uϕ′=|0⟩⟨0|+eiϕ′|1⟩⟨1|। निष्ठा मापती है कि यह कितना अच्छा काम करता है,
F=∣∣⟨+|U†ϕ′U|+⟩∣∣2=cos2(ϕ−ϕ′2),
तो हम लेते हैं
C(ϕ−ϕ′)=sin2(ϕ−ϕ′2),
आदर्श मामले में
F=1, इसलिए त्रुटि, जिसे हम कम से कम करना चाहते हैं, के रूप में लिया जा सकता है
1−F। यह निश्चित रूप से किसी भी मूल्यांकन के लिए सही कार्य होगा
Ut, लेकिन आयामों को संशोधित करने के अधिक सामान्य कार्य के लिए, न केवल चरण, अशुद्धि के प्रभाव प्रोटोकॉल के माध्यम से कम तुच्छ तरीके से प्रचार करते हैं, इसलिए यह इष्टतमता साबित करना मुश्किल है, हालांकि फ़ंक्शन
C(ϕ−ϕ′)पहले से ही राज्यों के समान सुपरपोजिशन पर कुछ सुधार प्रदान करेगा। इस फॉर्म के साथ आगे बढ़ना, हमारे पास है
C¯=12π∫2π0dϕ∣∣∣∣∑x∈{0,1}teixϕαx∣∣∣∣2sin2(12ϕ),
अभिन्न पर
ϕ अब प्रदर्शन किया जा सकता है, इसलिए हम फ़ंक्शन को कम से कम करना चाहते हैं
12∑x,y=0T−1αxα⋆y(δx,y−12δx,y−1−12δx,y+1).
यह संक्षिप्त रूप में व्यक्त किया जा सकता है
min⟨Ψ0|H|Ψ0⟩
कहाँ पे
H=12∑x,y=0T−1(δx,y−12δx,y−1−12δx,y+1)|x⟩⟨y|.
का इष्टतम विकल्प
|Ψ0⟩ मैट्रिक्स का न्यूनतम प्रतिजन है
H,
αx=2T+1−−−−−√sin((x+1)πT+1),
तथा
C¯ न्यूनतम स्वदेशी है
C¯=12−12cos(πT+1).
बड़े पैमाने पर, महत्वपूर्ण रूप से
T,
C¯ तराजू के रूप में
1/T2 इसके बजाय
1/T कि हम वर्दी युग्मन पसंद से मिल गया होगा
αx=1/T−−√। यह त्रुटि विश्लेषण के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ देता है।
अगर आप भी ऐसा ही चाहते हैं |Ψ0⟩ जैसा कि HHL पेपर में बताया गया है, मेरा मानना है कि आपको शर्तों को जोड़ना होगा −14(|0⟩⟨T−1|+|T−1⟩⟨0|)हैमिल्टन के लिए। मेरे पास ऐसा करने का कोई औचित्य नहीं है, लेकिन यह शायद मेरी असफलता है।