温度变化可以解决 Deutsch-Jozsa 问题:热力学查询复杂度的探索

该工作展示了探针热量子比特与编码布尔函数的多量子比特热机之间的一次单一热交换,如何确定该函数是平衡函数还是常数函数,从而为Deutsch-Jozsa问题提供了一种新颖的热力学解决方案。该工作引入了量子查询复杂性的热力学模型,展示了量子比特热机如何作为预言机,通过探针的热交换进行查询。虽然Deutsch-Jozsa问题在预言机比特数上需要指数级编码,但该工作还探索了受限制的Bernstein-Vazirani问题,该问题允许线性热预言机并通过一次热查询即可解决。该团队建立了确定Deutsch-Jozsa问题解的探针温度所需采样次数的界限,表明该次数随问题规模保持不变。此外,该团队提出了一种原理验证实验实现方案,通过热反冲解决3比特Bernstein-Vazirani问题。本工作桥接了热力学与复杂性理论,表明量子热力学可能为超越经典计算提供一种非常规的计算途径。
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提交arXiv: 2025-05-21 18:00

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