具有一维对称性保护拓扑序混合态的量子语境性
多体非定域性与情境性的贝尔定理为证明量子优势提供了基准——即量子计算机在特定问题上优于经典计算机。然而在实际应用中,近期量子设备无法制备完全纯净态,而是通过噪声信道产生混合态。该研究团队通过研究具有对称性保护拓扑序(SPT)的一维多体系统的热混合态,探讨噪声环境下的量子优势。在纯态(或零温)情况下,已知这些态可用于基于测量的量子计算,并在SPT的弦序参数足够大时,能在多体情境性游戏中超越经典计算机。本文证明,混合态的量子优势由扭曲弦序参数与对称性表示期望值的组合来度量。通过最小纠缠典型热态算法,该团队发现该多体情境性游戏的有限尺寸实例中,量子优势能持续到非零临界温度。虽然该临界温度在热力学极限下趋于零,但其对系统尺寸具有相对鲁棒性,表明这些态仍可用于以可扩展方式展示噪声硬件的真实“量子性”。最后,研究人员证明量子获胜概率受到与一维簇态全局保真度的下界约束,因此该情境性游戏可为近期实验设备中创建SPT态等长程有序的能力提供具有操作意义的基准。
量科快讯
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