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量子计算在诸多重要问题上显著改进了已知的经典算法，但量子计算与经典计算之间关系的本质尚未被完全理解。自由模型可以阐明这种关系——它们仅向经典计算添加刚好能表征量子计算所需的物理原理，而不再多余。该研究团队在此提出了一种量子计算公理化体系，用少量离散方程取代了传统的连续公设，并构建了一个自由模型，用范畴论模型替代了标准的线性代数模型。这些公理和模型基于可逆经典计算，将量子优势隔离为获取特定良性平方根的能力，并与多种量子计算硬件平台相关联。该方法允许通过组合优化（包括暴力计算机搜索）来优化量子计算。该自由模型可被解读为量子计算机编程语言，其表达能力和计算普适性与标准模型相当，但额外支持自动化验证与逻辑推演功能。