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要完整描述一个量子通道的经典特性，需要多少次黑盒查询？这个问题是量子通道层析（也称量子过程层析）的核心，也是量子硬件表征与验证中的基础任务。尽管已有大量研究，但人们对量子通道层析的最优查询复杂度仍知之甚少。 本文研究了输入维度为d₁、输出维度为d₂、Kraus秩不超过r的未知量子通道在误差ε范围内的层析问题。该工作将膨胀率τ=rd₂/d₁（由于量子通道的迹保持性质，τ始终满足τ≥1）作为关键参数，并证明通道层析的最优查询复杂度在τ的三个区间呈现不同的标度规律： - 边界区间（τ=1）：对于Choi迹范数误差ε，查询复杂度为Θ(rd₁d₂/ε)；对于钻石范数误差ε，其上界为O(min{rd₁.51d₂/ε,rd₁d₂/ε²})，下界为Ω(rd₁d₂/ε) - 远离边界区间（τ≥1+Ω(1)）：对于Choi迹范数和钻石范数误差ε，查询复杂度均为Θ(rd₁d₂/ε²) 研究结果揭示了量子通道层析查询复杂度中存在尖锐的海森堡-经典相变：当τ=1时，最优查询复杂度呈现海森堡标度1/ε；而当τ≥1+Ω(1)时，则呈现经典标度1/ε²。此外，研究还表明在近边界区间（1<τ<1+o(1)），查询复杂度呈现海森堡与经典标度行为的混合特征。