量子科技中心_量科网

理解量子态的计算复杂性是量子多体物理研究的核心挑战之一。在量子比特系统中，费米子高斯态可在经典计算机上高效模拟，因此可作为评估量子复杂性的天然基准。该工作开发了量化费米子魔幻资源（亦称费米子非高斯性）的理论框架——这类资源是实现通用量子计算的关键要素。研究人员利用费米子对易子的代数结构，定义了具有明确物理诠释的费米子反平坦度（FAF）：该可高效计算且实验可测的非高斯性度量，可通过马约拉纳费米子关联函数阐释其物理意义。针对平衡态系统的研究表明，FAF能有效检测相变、揭示临界点的普适特征，并在多体系统中发现特殊可解点。在非平衡态场景的拓展分析中，该团队证实费米子魔幻资源在多体系统高激发本征态中更为富集。研究人员进一步探究了遍历性多体动力学下FAF的增长与饱和现象，阐明了守恒律与定域性在限制幺正演化过程中非高斯性增长的作用。该工作从费米子高斯态视角提出了探测量子多体复杂性的研究框架，为多体系统中费米子魔幻资源的探索开辟了新方向。研究结果表明：与纠缠和非稳定子性类似，费米子非高斯性不仅具有基础研究价值，更对旨在实现量子优势的实验平台具有重要指导意义。