多体语境性与通过非局域博弈自检测量子物质

语境性可以说是量子力学区别于经典物理的基本特性。这一特性在基于魔法态注入和基于测量的计算模型中均能产生量子计算加速优势,并可通过多体环境下的多人非局域量子游戏直接探测。在此,该团队研究了一类游戏:当对Calderbank-Shor-Steane(CSS)纠错量子码的码字态进行单点泡利测量时,这些游戏可被确定性地获胜。该团队证明这些游戏需要确定性计算与编码相关的布尔函数,且经典成功概率的上界由非线性/非二次性的广义概念决定。该成功概率量化了量子态的语境性,并通过函数(广义)沃尔什-哈达玛谱计算得出。为此,该团队引入了一种受多体物理启发的高效方法——通过识别辅助超图态的对称性来实现计算。针对若干典型CSS编码,该团队计算了经典成功概率,并将其与经典统计力学模型及对称性保护拓扑态的奇异关联器建立联系。此外,该团队研究了CSS子测量游戏,这类游戏仅当参与者共享局部等距变换下的特定码字时才能确保获胜。因此这些游戏可实现自验证,该团队以二维环面码为例进行了具体阐释。研究还揭示了子测量游戏如何实现多体态中广延性语境性的新范式。

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提交arXiv: 2025-12-18 18:50

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