الگوریتم تخمین فاز کوانتومی

الگوریتم تخمین فاز کوانتومی (به انگلیسی: Quantum phase estimation algorithm) یکی از الگوریتم‌های کوانتومی است که برای تعیین مقادیرویژه یک عملگر یکانی در شبیه سازی سیستمهای فیزیکی استفاده می‌شود. ورودی، شرط و خروجی الگوریتم به صورت زیر تعریف شده‌اند:

• ورودی: یک مدار کوانتومی یکانی برای یک عملیات n کیوبیتی $U$ و یک وضعیت کوانتومی n کیوبیتی $|\psi \rangle$
• شرط: $|\psi \rangle$ مقدارویژه $U$ است
• خروجی: تخمینی از عدد $\theta$ به طوری که:

$U|\psi \rangle =e^{2\pi i\theta }\left|\psi \right\rangle ,0\leq \theta <1$

کاربردها

معمولاً از الگوریتم تخمین فاز کوانتومی در سایر الگوریتمهای کوانتومی مثل الگوریتم شور استفاده می‌شود.

چالش های پیاده سازی

مشکل الگوریتم تخمین فاز کوانتومی این است که عمق مدار کوانتومی خیلی زیاد است و پیاده سازی آن به کیوبیت های زیادی نیاز دارد و با سخت افزارهای در دسترس از لحاظ محاسباتی سنگین است. برای رفع این مشکل می توان از تخمین فاز تکرارپذیر ( Iterative Quantum Phase Estimation) استفاده کرد که در آن از یک کیوبیت کمکی برای اندازه گیری هر بیت خروجی استفاده می شود و محاسبات در مدار کوانتومی چند بار تکرار می شود که سبک تر از الگوریتم تخمین فاز سنتی است.

جستارهای وابسته

• الگوریتم کوانتومی
• اطلاعات کوانتومی
• الگوریتم شور
• یابنده وردشی کوانتومی مقدارویژه