快速计算深度热化
“深度热化”指量子系统在部分测量下涌现出类哈尔随机性。作为量子热化的推广,这种现象通常与高度复杂性和强关联性相关。在本工作中,研究者提出“计算深度热化”概念,并构建了在无限有效温度下实现该现象的最快动力学过程。该团队设计的线路动力学能在多对数深度内生成低纠缠量子态,这些态对任何计算受限的观测者而言与哈尔随机态不可区分。值得注意的是,观测者可要求获取通过态上部分投影测量获得的同一残余态的多份拷贝——这一条件超越了量子伪随机性的标准设定,但对深度热化研究至关重要。用密码学术语表述,这些态具有伪随机性、伪纠缠性,并能在局域测量下保持这些关键特性。研究结果展示了一种新型计算热化形式:类热行为并非源于高度无结构的系综,而是源自具有密码学特性的结构化量子态。制备这些态所需的低资源复杂度表明,可利用量子计算机实现深度热化的可扩展模拟。该工作还推动了针对超越BQP观测者的计算量子伪随机性研究。
