量子电路中逻辑深度的热力学特征

该研究团队证实,在渐进退相干过程中,量子电路的内部逻辑结构会留下独特的热力学特征。通过对比具有条件分支的深层电路与统一结构的浅层电路(同时控制总体终止概率和物理资源),研究表明分支架构会导致更大的环境熵流。这种效应可通过逻辑深度因子Ld量化,该因子表征了环境相互作用期间的熵积累。团队通过对两个四分支量子电路的详细分析验证了该框架,发现条件分支架构(Ld≈1.615)比统一架构产生更多熵。基于辅助量子比特的实验方案利用受控相位门,为在当前量子平台上检测这些热力学特征提供了可行路径。该成果将逻辑深度确立为可物理测量的参量,对电路设计、编译策略和验证协议具有重要指导意义。

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