迭代量子协议中的遍历动力学
该研究团队探究了一种由迭代量子协议产生的测量诱导非线性动力学,该协议结合了纠缠门、单量子比特旋转和后选择操作。对于纯单量子比特输入,特定单量子比特幺正操作的选择会产生全局混沌且强混合的动力学行为,其遍历整个布洛赫球面,为复杂映射中的遍历行为提供了物理实现。研究人员将分析拓展至实际噪声制备场景,考察了混合初始态及布洛赫球内部的诱导非线性演化。数值结果表明,尽管许多轨迹在最终收敛前会经历纯度暂时性提升,但最大混合态始终是混合输入的吸引子。为量化抗噪声鲁棒性,研究者提出了准遍历性的实用定义:在固定纯度下的小角度区域制备的系综会快速扩散至覆盖所有方向,同时纯度逐渐降低至最小值。通过调节最终单量子比特门参数,该工作鉴定出能使纯态保持类遍历行为的广泛协议家族,其一致性诊断指标包括吸引环缺失、时间统计与系综统计吻合、局域区域快速扩散以及对初值的指数敏感性。在远离特殊全局混合情形时,混合态动力学会发生质变:对于大多数类遍历参数,有限噪声输入子集会趋向纯化而非完全混合,这揭示了单一迭代协议中统计混合与纯化现象的共存。
量科快讯
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