温度变化可以解决 Deutsch-Jozsa 问题：对热力学查询复杂度的探索

我们展示了如何通过一个探测热量子比特与编码布尔函数的多量子比特热机之间的单次热交换，来确定该函数是平衡的还是常数的，从而为 Deutsch-Jozsa 问题提供了一种新颖的热力学解决方案。我们引入了量子查询复杂度的热力学模型，展示了量子比特热机如何充当神谕，通过热交换与探测器进行查询。虽然 Deutsch-Jozsa 问题需要以神谕比特数的指数形式进行编码，但我们也探索了一个受限的 Bernstein-Vazirani 问题，该问题允许线性热神谕和单次热查询解决方案。我们为确定编码 Deutsch-Jozsa 问题解的探测温度所需的样本数建立了界限，表明该样本数随问题规模保持不变。此外，我们提出了一个原理验证性的实验实现方案，通过热反冲来解决 3 比特 Bernstein-Vazirani 问题。这项工作在热力学和复杂度理论之间架起了桥梁，表明量子热力学可能提供一条超越经典计算的非传统计算途径。