电池辅助量子比特门的精确要求

研究人员考虑通过作用于主系统S和辅助系统B(可视为电池)的全局能量守恒操作来实现量子比特系统上的酉门操作。该团队推导出一个简单且渐近精确的实现误差表达式——称为“酉缺陷”,其作为电池态的函数呈现出普适特性:值得注意的是,该量值与具体实现的量子门无关,揭示了电池自身的普遍性质。研究表明,在给定电池态物理约束条件下最小化酉缺陷,其数学形式等价于求解拉格朗日优化问题,通常对应于一维量子系统基态的求解。通过这种映射关系,该工作确定了在能量、平方能量和量子Fisher信息约束下能够实现最高精度的最优电池态。总体而言,该研究成果为确定通过能量守恒操作实现酉门所需的物理约束边界提供了有效方法,同时为设计相应最优协议奠定了理论基础。

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