量子信息流的信息论意义及其在振幅放大算法中的应用

量子信息处理的优势在许多情况下是作为量子相互作用的结果而获得的，特别是对于双量子比特相互作用至关重要的计算任务。在本工作中，我们建立了一个框架，用于分析和量化量子系统与其环境相互作用时信息的损失或增益。我们证明了信息流（表征量子动力学非马尔可夫性的理论方法）对应于在给定量子边信息时关于系统的最小不确定度的变化率。此后，我们分析了执行量子算法的子系统之间的信息交换，特别是计算过程完全依赖量子演化的振幅放大算法。我们考虑了该算法的不同实现方式，如 i) 量子线路，ii) 模拟计算，以及 iii) 绝热计算。结果表明，在所有情况下，我们的形式体系都能通过子系统上的信息流或信息泄漏，为振幅放大的过程提供洞见。