受监测量子动力学中的量子信息寿命标度律

量子信息在测量和环境耦合作用下通常具有脆弱性。值得注意的是,该研究团队发现当环境通过电路中间测量被持续监测时——无论环境尺度大小——其生命周期可随系统规模呈指数级增长。通过从与参考系的最大纠缠态出发,该工作对典型哈尔随机酉变换给出了指数律的严格证明,并在哈尔随机系统和混沌哈密顿系统中通过数值模拟验证了这一规律。若无环境监测,其生命周期则呈现截然不同的标度行为:随系统规模最多呈线性增长(或保持恒定),且与环境尺度成反比衰减。研究人员进一步通过数值模拟将结论推广至更广泛的初始态类别。研究讨论了弱测量极限下受监测量子电路的影响,以及量子扩散模型、量子储备池计算等量子算法与量子通信的应用前景。最后,通过IBM量子硬件的噪声模拟实验,评估了观测预测标度律的实验可行性。

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