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该研究团队对所有在任意Uhlmann-Jozsa保真度下达到Margolus-Levitin量子速度极限的有限维量子态进行了完整表征。通过采用基于纯化的方法，研究人员证明混合态达到极限值当且仅当满足三个结构准则：量子态的支持域必须限制在两个能量本征空间的直和上（基态能级与单一激发态能级）；每个具有非零权重的量子态本征矢量必须是由一个基态和一个激发态能量本征矢量构成的固定叠加态（该叠加形式由Giovannetti等人确定的目标函数最小化解决定）；且所有这些本征矢量必须在相互正交的二维子空间中演化。这些要求施加了严格的秩约束，排除了任何忠实态达到极限值的可能性。对于量子比特系统，该工作推导出具有纯度分辨率的紧致Margolus-Levitin界限，在单位纯度极限下退化为纯态结果。通过时间反演论证，研究人员进一步将对偶Margolus-Levitin量子速度极限推广至混合态，并建立了相应的极限值达到条件。