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量子多值态（Qudits）作为量子比特的多能级扩展，为量子计算中的二元范式提供了自然延伸，并为提升算法性能带来新机遇。相较于其直接应用于多能级量子系统模拟的显性优势，高维辅助系统可通过同时实施多重控制操作来提升量子算法中的采样效率，从而降低电路复杂度。该研究团队在本工作中致力于实现三个核心目标：首先，提出采用通用d能级辅助量子多值态的Rodeo算法框架；其次，引入作为双频干涉仪的“Rodeo核”概念，该核在能量域中充当光谱滤波器；最后，设计适用于Rodeo算法的微正则协议，该协议通过单次能量扫描实现熵量估算，并可自然解释为态密度的高斯卷积。为验证理论分析，研究人员对三维、四维及五维辅助量子多值态对应的量子电路进行了数值评估，以一维伊辛模型为研究对象，同时考虑自旋-1/2与自旋-1粒子体系。模拟结果显示，相较于量子比特实现方案，三能级辅助量子态（qutrit）实施方案使波动降低18%。研究结果表明，量子多值态为多能级量子系统的光谱分析和热力学表征提供了有效框架。