量子科技中心_量科网

相空间准概率函数为量子态与算符提供了强有力的表征手段，同时也是评估量子计算资源的重要判据。在离散奇维系统（量子位元）中，仅涉及非负相空间分布的协议可被经典计算机高效模拟。对于连续变量定义的玻色子系统而言，相空间负值性同样是阻止其基础物理过程被经典高效模拟的必要条件。然而当量子信息被编码于玻色子系统时，这种关联变得更为微妙：由于负值性仅是潜在量子优势的必要条件，编码态（即物理态）可能呈现显著负值性，却仍对应于可被经典模拟的架构体系。已有多个理论框架尝试将计算相空间中态与门的非负性，与物理玻色子相空间过程的非负性建立关联，但始终未能达成统一对应关系。本工作提出一个普适性框架，将玻色子系统的物理相空间结构与任意维度及编码方式下的计算表征相联系。该框架揭示了参考系（等效于真空态选择）在定义计算基及关联相空间可模拟性方面的关键作用。最后，该研究给出了平面（类正交）相空间极限下的计算与物理解释，在此极限下真正的量子特征可能逐渐消失，从而产生可被经典模拟的行为。