This paper presents a novel framework for high-dimensional nonlinear quantum computation that exploits tensor products of amplified vector and matrix encodings to efficiently evaluate multivariate polynomials. The approach enables the solution of nonlinear equations by quantum implementations of the fixed-point iteration and Newton's method, with quantitative runtime bounds derived in terms of the error tolerance. These results show that a quantum advantage, characterized by a logarithmic scaling of complexity with the dimension of the problem, is preserved. While Newton's method achieves near-optimal theoretical complexity, the fixed-point iteration already shows practical feasibility, as demonstrated by numerical experiments solving simple nonlinear problems on existing quantum devices. By bridging theoretical advances with practical implementation, the framework of amplified encodings offers a new path to nonlinear quantum algorithms.


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量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的通用计算机,其理论模型是通用图灵机;通用的量子计算机,其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看,量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题,但是从计算的效率上,由于量子力学叠加性的存在,目前某些已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。

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