所有可调控的量子关联都能在制冷过程中提供热力学优势

计算过程中产生的热量移除问题,对经典和量子信息处理都构成了重大挑战。尤其值得注意的是,热量移除与量子计算的一个基本需求直接相关——即在计算前将系统重置至纯态的能力。高效冷却技术对于深化该团队对量子领域热力学的理解,以及推动现代量子技术的发展具有双重关键意义。在本工作中,研究人员设计了一项利用“量子可导性”(量子关联的基本形式)的冷却任务,通过可证明的量子优势超越了缺乏可导性的经典关联场景。该团队通过“可导量子关联移除的热量”与“不可导经典关联移除的热量”之比来量化这一优势。具体而言,研究证明在冷却任务中,可导量子关联始终具备热力学优势。更引人注目的是,该工作进一步揭示了最大可实现的优势与被称为“可导性鲁棒性”的几何度量之间存在直接关联。这些结果表明,此类热力学优势可作为量子可导性的见证指标。最后,研究人员通过示例证明:该优势可随着底层系统维度的增加而提升。
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提交arXiv: 2025-11-21 07:07

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