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面向更高阶量子资源模拟:一种一般类型论方法

量子物理 2025-10-07 v1

摘要

量子资源存在多个层次的等级结构。在零阶,量子态通过线性映射(信道或门)进行变换,以执行计算或模拟其他态。在一阶,门和信道通过线性映射(超信道)进行变换,以模拟其他门。为发展超越前两阶的完整资源层次,并考虑量子协议可以在不同阶级的资源之间相互转换的事实,我们需要一种在统一方式下处理所有阶级的理论框架。我们引入一种基于类型系统的框架,该框架标记不同阶级中所需对象的不同类型。我们为该框架配备了一种并行乘积运算,该运算修改并泛化张量乘积,以便对来自不同且任意阶级的映射具有操作上有意义的性质。最后,我们引入一族凸锥,将完全正性概念推广到所有阶级,其目的是刻画哪些对象是物理上可接受的,促进对任何阶级下量子对象的操作性处理。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.03622,
  title  = {Towards the simulation of higher-order quantum resources: a general type-theoretic approach},
  author = {Samuel B. Steakley and Elia Zanoni and Carlo Maria Scandolo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03622},
  year   = {2025}
}

备注

28 pages, invited contribution to the special issue of Research in the Mathematical Sciences, "Emerging Trends in Quantum Theory and Quantum Information", edited by S. Rayan and L. Jeffrey