通过局部相位诱导的空间非均匀性在单量子比特量子行走中实现帕隆多悖论
帕隆多悖论描述了一种反直觉现象:交替进行两种独立来看预期亏损的游戏,反而能产生正向收益期望。经典版本依赖资本依赖偏差和噪声诱导的不对称性,而实现稳健的量子版本——尤其在单量子比特投币系统限制下——始终存在挑战。该研究团队证明,通过交替使用两个SU(2)硬币算符并在原点引入局域相位偏移,离散时间量子行走(DTQW)中可产生真正的量子帕隆多效应。一系列数值实验表明,这种无需纠缠或高维硬币的极简模型,仅在空间非均匀性存在时才会呈现持续的正向漂移。研究人员分析了相位角、硬币参数和游戏序列的作用,并确定了构建性干涉引发悖论性输运的最优参数区域。该工作验证了近期理论观点:平移对称性破缺是克服干涉诱导相消、实现定向量子运动的关键。这一发现为利用低资源架构实现反直觉量子动力学开辟了新途径,在量子控制、能量收集和相干辅助输运等领域具有潜在应用价值。
