量子信息处理的热力学功容量

该研究团队提出了量子通道的资源论自由能概念,将其定义为通道输出在热化至平衡态且参考系统保持局域完整时可提取的最大功。这一自由能与给定通道同绝对热通道之间的相对熵成正比。研究发现,该量在吉布斯守恒超通道作用下具有明确的操作意义——其数值恰好等于非热性蒸馏与形成任务渐近速率的两倍(此类超通道能使特定热浴环境中的绝对热通道相互转化),从而揭示了量子通道非热性资源理论的渐近可逆特性。由此证实:通过渐近非热性蒸馏与形成任务实现通道间转换时,最优可提取功等于两者自由能之差,该团队将这一最优功定义为通道转换的热力学功容量。 由于量子信息处理与计算的核心在于量子通道(涵盖量子态、态演化和测量过程)的操控与转化,定量表征量子信息处理中热力学功的最优增益或损耗,对于建立量子过程热力学理论框架具有关键意义。
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提交arXiv: 2025-10-27 18:04

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