用n个量子比特冷却一个量子比特
在一项涉及利用更大的量子系统(称为热机或热库)对量子系统进行幺正冷却的任务中,热机的结构如何影响该团队的冷却能力及其冷却协议的复杂度?针对给定单个量子比特与n个具有任意能量结构的可分离热量子比特作为热机的冷却任务,该研究团队通过提出两个新视角解答了这些问题。首先,研究人员证明与n量子比特热机能量结构相关的一组不等式决定了最优冷却协议,揭示了热机中哪些部分贡献于该协议并催生出类似卡诺效率的界限。其次,该工作表明冷却协议可表示为二分图上的完美匹配,从而实现对门操作复杂度或耗散等成本函数的优化。这些成果推广了算法冷却问题,建立了量子冷却的新基本界限,并为设计新型自主热机和冷却算法提供了框架。
