用于量子动力学概率表示的最小信息完备测量

在本文中，我们提出一种借助最小信息完备量子测量所获得的概率分布、用伪随机映射描述有限维量子系统动力学的方法。所提出的概率表示量子动力学方法保持了张量积结构，这使其有利于多量子比特系统的分析。该方法的一个关键优势是，最小信息完备正算子值测度（MIC-POVMs）比其对称版本（SIC-POVMs）更易于构造。我们建立了标准量子力学形式体系与基于 MIC-POVM 的概率形式体系之间的对应关系。在后者框架内，我们推导了由 Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad (GKSL) 生成元控制的酉 von-Neumann 演化与马尔可夫耗散演化的方程。我们将基于 MIC-POVM 的概率表示应用于数字量子计算模型。特别地，对于自旋-1/2 演化情形，我们展示了如何识别耗散量子动力学向完全经典类随机动力学的转变。最重要的发现之一是，与基于 SIC-POVM 的方法相比，基于 MIC-POVM 的概率表示对揭示耗散量子动力学的非经典特性提出了更严格的要求。我们的结果为量子计算提供了物理解释，并为探索含噪中等规模量子（NISQ）设备的资源开辟了道路。