Algorithms

QFT

Quanten-Fourier-Transformation — das Quantenanalogon zur diskreten Fourier-Transformation, exponentiell schneller.

Die Quanten-Fourier-Transformation (QFT) ist das Quantenanalogon zur diskreten Fourier-Transformation (DFT). Sie bildet einen Quantenzustand mit Amplituden mit exponentieller Beschleunigung in den Frequenzbereich ab: Die QFT auf n Qubits erfordert O(n²) Gatter, während die klassische FFT O(n·2ⁿ) Operationen erfordert — ein exponentieller Vorteil. Die QFT ist eine Subroutine in vielen wichtigen Quantenalgorithmen: Sie ist der Kern von Shors Faktorisierungsalgorithmus und der Quantenphasenschätzung, die vielen Algorithmen der Quantenchemie und Optimierung zugrunde liegt. Die QFT erzeugt verschränkte Ausgabezustände, sodass ihr Ergebnis nicht direkt ausgelesen werden kann — sie ist am nützlichsten als Zwischenschritt einer Berechnung. HLQuantum enthält eine eingebaute QFT-Implementierung über hlq.algorithms.qft().