基于同步词的量子重置协议

将系统状态重置在物理学、工程学、计算机科学等众多领域中发挥基本作用。我们聚焦于自动机理论中提出的一种方法。自动机的状态根据一组规则演化，这些规则形成一个字母表，可以依次应用这些规则。这种规则的序列称为单词。某些特定单词称为同步单词，可使系统演化到预先确定的状态，而不受初始配置的影响。这一过程本质上是不可逆的，乍看之下似乎与量子力学的单位演化不兼容。单位演化保护信息，因而禁止对系统进行重置到预先确定的状态。本文中，我们引入一种基于量子同步单词的新型重置协议，通过引入额外的量子比特来编码自动机字母表的规则。我们进一步提出了一种实现该协议的量子电路，可在量子计算机上实现。此外，我们在该方法与Kraus通道之间建立了联系，表明无需显式引用辅助量子比特状态即可实现量子同步单词。我们的结果桥接了经典和量子同步单词的概念，为量子信息处理与非单位演化之间的相互作用提供了新的视角。