仅为一个量子比特付出如此代价？局域线路切割方案的界限

少量量子比特是近期优势量子计算部署的主要限制之一。为缓解这一限制，人们已开发出将大型量子计算拆分为较小计算的技术。尽管这类工作有时被称为线路编织（circuit knitting）或分而量子（divide and quantum），我们统称其为线路切割（circuit cutting, CC）。现有工作多集中于开发更高效的线路切割方案，而理论上最优方案所能达到的极限仍属开放问题。我们通过将可能的方法划分为两种不同情形来建立界限：第一种，输入态和测量固定且已知；第二种，要求给定切割对输入态和测量的完备基均有效。对于第一种情形，容易看出任何线路切割方法效率相关的界限问题等价于判定 BPP$\stackrel{?}{=}$BQP。因此我们限制在一个更简单的问题上，即询问\textit{局域作用}的线路切割方案能达到什么效果——这一技术限制仍涵盖所有现有线路切割方案。在第一种情形中，我们证明：若存在一种局域作用线路切割方案能高效地将哪怕单个量子比特从线路其余部分分离出来，则将蕴含 BPP$=$BQP。在第二种情形中，我们得到更一般的结果，无条件地展示了低效性。我们还证明任何（无论是否局域）线路切割方案都不能仅通过施加幺正信道（unital channels）来运作。