Heisenberg-Weyl 玻色相位空间：涌现、约束与量子信息资源

相位空间准概率函数为量子态和算子提供了强大的表征方法，同时也是评估量子计算资源的标准。在离散、奇维系统（qudit）中，仅使用非负相位空间分布的协议可被高效类比仿真。对于玻色系统（定义在连续变量上），相位空间的负性同样是防止底层物理过程高效类比仿真的必要条件。然而，当量子信息编码在玻色系统中时，这一联系变得更为微妙：由于负性仅是潜在量子优势的必要条件，编码（即物理）态可能呈现较大的负性，却仍对应于可被类比仿真的架构。已有多个框架试图将计算相位空间中状态与门的非负性与物理玻色相位空间中过程的非负性相联系，但尚未形成一致的对应关系。本文引入了一个普适框架，将玻色系统的物理相位空间结构与其编码计算表示相联系，涵盖任意维度和编码方式。该框架突显了参考系等价性——即真空的选择——在定义计算基底及其相位空间可仿真性特性与物理系统可仿真性特性之间起关键作用的作用。最后，我们提供了平面（类正交）相位空间极限的计算与物理解释，其中普遍的量子特征可能逐渐消失，导致类比可仿真的行为。