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让不同论文的算术线路能对齐口径

量子算术是量子计算里唯一的公共设施:Shor 需要模幂,模幂需要模加法与模归约;振幅放大需要相位估计,相位估计需要精确合成受控旋转;哈密顿量模拟需要时间演化;机器学习需要 Hadamard 检验的内积。所有人都自己写算术线路、自己定记法、自己报成本,于是"这个加法器到底贵不贵"成了需要读十篇论文才能对齐口径的问题。本站把各类算术线路放到同一套表示、同一套线序约定、同一套成本口径之下,并坚持一条比"多收论文"更重要的原则:宁可少收,也不写错。

12卷 · 覆盖全部算术族
1套统一线路表示
0条未经核实的引用

站点的立场:先统一表示,再谈比较

算术线路的成本几乎全部体现在辅助比特数量上,而辅助比特数量完全取决于几个看起来像记号问题的约定:线序是大端还是小端、进位存在哪根线上、辅助位用完有没有回零。这些东西不写在正文最前面,却决定了横向对比是否成立——把 个辅助进位比特优化成一个,是 CDKM 的核心贡献;把就地表做到极致,是 negadd 思路的核心。换句话说,线序与寄存器约定不是记号问题,它就是优化问题本身。

因此本站做了一件别的站点没做的事:全站线路图不贴外部图片,而是由一个自建的统一量子线路表示生成。这个表示是一个 JSON 对象,配套一个通用 SVG 渲染器,在构建期编译成静态图——文章不携带任何线路相关的客户端脚本,浏览器里 Ctrl+F 能搜到图中的门标签,明暗主题切换不需重绘。同一个渲染器源码还驱动一个交互式试验台,所以”试验台能画的线路,构建一定画得出”。

各卷

卷内容
基础理论线路表示与比特序约定、门代价模型、算术复杂度、进位与借位、计数与寄存器。
加法与减法从 VBE 到 negadd:进位链、CDKM 的 MAJ/UMA、QFT 加法器、并行前缀与进位先行、常数加法器、相对相位门,以及”文献里没有独立减法线路”这件事。
模运算模加法、模归约、Barrett 型路线、比较器与相等判定,以及 ZX 微积分做线路优化的路线。
乘法教科书乘法器、Karatsuba 与 Toom-Cook、常数乘法器、就地乘法的辅助位账。
模幂与 Shor从 Shor 原始方案到窗口化、Zalka 半经典、semi-QPE、Drüner–Visser、Williams–O’Gara 复合方案。
量子傅里叶变换QFT 线路本身、受控相位的合成代价、近似 QFT 的误差账与截断依据。
应用振幅放大与计数、哈密顿量模拟、Hadamard 检验、张量网络收缩——每种应用到底需要哪种算术原语。
数值格式:定点与浮点实数怎么进寄存器:定点 = 整数线路 + 编译期比例因子;浮点把指数搬进寄存器,加法因此比乘法贵。格式选择决定四则运算的形状。
经典可逆计算与编译量子线路必须酉而经典程序遍地不可逆——Bennett 嵌入与垃圾问题、检查点折中与鹅卵石博弈、真值表到 Toffoli 网络的自动综合。
连续变量与玻色子一个诚实的落差图:CV 有位移、加法、压缩这些原生原语,但”论文级”的 CV 算术线路基本不存在。
资源与工具从 T 数换算到物理比特,基准套件、仿真与编译工具链。
线路图谱渲染器支持的全部门型,以及按功能归类的实际算术线路。

一条关于引用的说明

调研中发现,凭记忆写出的 arXiv 编号有相当高的比例是错的。实测中:一个常被引用的玻色量子加法器编号,实际指向一篇认知无线电论文;一个 Karatsuba 乘法器编号,实际是一篇高分子物理的能带重整化;一篇被反复引用的”无界 fan-out 与乘法除法线路”,真实标题其实是 Quantum Fan-out is Powerful。这些错误在二手文献里被复制了很多年。

所以本站的每条文献都经 arXiv API / Crossref / DataCite 实时确认,无法核实的进”未核实”栏、不进正文。这也意味着本站会明确写出几处文献空白,例如:文献里”减法”就是 negadd,没有独立的减法线路论文;连续变量的量子加法器论文实质不存在;精确 Newton–Raphson 整数模除法未能核实到原始文献。把空白写清楚,比用似是而非的引用填满更有用。

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