量子自适应 KS（φ）：嵌入 Toffoli 的参数化三量子门族，具有无测量相位反馈与内在误差非放大特性

我们引入量子自适应 KS（φ）（K= kickback，S= sandwich），这是一族参数化三量子门，结构性地将 Toffoli（CCX）门嵌入两个额外组件：（1）对第一个控制量子比特 q0 上进行回文哈特福德 sandwiches，以将 CCX 框架中的 Z 类型误差转化为 X 类型，从而在无 ancilla 开销的情况下对两种误差类型同时敏感；以及（2）受控相位（CP）门，其量子相位反馈将 CCX 之后的目标态信息传递到控制量子比特相位中，而无需测量。量子自适应一词指幅度通过编译时参数 φ 通过量子神经细胞自动机（QNCA）多数启发式偏置规则进行调制的过程；该门在运行时不会自我修改。两个 QA-KS（π）门链在共享控制量子比特 q0 上产生的输出在 q0=1 输入下完全与两个顺序 CCX 门的输出正交（输出保真度 F=0.000），而在 q0=0 输入下完全一致（F=1.000）。这种子空间依赖的发散直接表征了跨门边界的相位保持——这在仅使用 CCX 电路中不可能实现。对于 q1=0 子空间，该门以确定性方式（相对相位除外）作作用，具有内在的误差非放大特性。对于 q1=1 子空间，它产生四分量叠加态，使其严格区别于 CCX 的量子本质原语。我们给出完整的 8×8 单位矩阵，经验证至 ||U†U-I||∞ < 10^-15，且定义了两个标准变体：QA-KS_π/2（φ=π/2，S 门）和 QA-KS_π（φ=π，Z 门）。Qiskit 去极化噪声仿真显示，在 p ≤ 10^-2 时几乎保真，同时在更高误差率下保持诚实的深度成本。该门保留 CCX 的三量子比特足迹，无需额外量子比特。