一个量子位确定性量子处理器（DQC1）的功率（Knill和Laflamem（1998））产生了一种称为量子不一致的非经典关联。DQC1算法以高效的方式执行，其特征时间由，其中是一个量子比特幺正门。对于纯态，量子不一致意味着纠缠，而对于混合态，这一数量大于纠缠。量子不一致可以被认为是两个系统之间的相互信息。在量子不一致方法中，时间在有效评估进行了讨论。结果发现是，其中是DQC1算法的执行时间是非经典相关性占主导地位的时间尺度Mösbauer核可能是DQC1算法的良好处理器，而核自旋链对于计算.
非经典关联和纠缠之间的关系在过去已经被广泛研究过，但尚不清楚它们的共同要素是什么[1——4]. 文献中使用的系统是多种多样的，它们由两个量子比特组成[1]，四个量子比特[三]，量子比特随机系统[2]或者一些量子点[4]. 在[5]在广义Schmidt相关态的框架内，对多体纠缠进行了研究。在这样的工作中，研究了负性、并发性和相对熵的纠缠度量，并得出结论，可以从这些量中提取有价值的信息。然而，尽管付出了如此巨大的努力，对量子信息处理（QIP）中纠缠的完整理解仍然是一个悬而未决的问题。另一方面，在宏观量子关联的背景下，有人建议需要新的工具来定义和量化纠缠，超越传统的微观观点[2]. 在这样一个方向上，有人建议混合态量子计算比最佳经典算法具有指数加速[6,7]. 特别是，在[6]的一个量子位的功率引入了确定性量子处理器，也称为DQC1，它以特征时间执行，其中是一个量子比特酉门，这意味着它是有效的。在DQC1算法中，混合态起着基本的作用，因为它们耦合到具有给定杂质度的单个控制量子位[8]. 有人提出DQC1会产生非经典关联，其中纠缠是一种特殊情况[9]. 与传统方法相比，这种相关性具有有趣的计算优势[10]. 这种显著的非经典关联是所谓的量子不一致，它既与经典系统的信息有关，又与它的可及性有关，而不影响独立观测者的状态[11]. 对于纯态，量子不一致意味着纠缠，但对于混合态，量子不和不仅仅是纠缠[10]. 定义两个系统之间相关性度量的关键量和是相互的信息如果经典系统状态和用概率分布来描述，有一个是香农熵。如果和量子系统是由组合密度矩阵描述的吗，然后是冯·诺依曼熵。另一方面是条件熵，是Shannon熵的平均值，取决于同时，对于量子系统，这样的量是冯·诺依曼熵的平均值。顺便说一下，数量表示度量依赖的条件信息。
DQC1的一个优点是它可以有效地计算酉矩阵的归一化迹[10]. 执行上述操作的各个量子电路由一个杂质度如下的控制量子位组成：其中纯度定义为在这个阶段，值得强调的是，在迄今为止尝试的用于评估酉矩阵的归一化迹的几种不同方法中，关于这种算法的执行时间的信息很少。换言之，常用的方法是在静态的观点中，这种算法的执行时间不会消逝。基于上述原因，本文的目的是讨论时间在有效评估为了实现上述目的，我们假设时间演化是通过控制量子位的变化来近似计算的。也就是说，控制量子比特反映了当这些量子比特受到幺正门作用时的目标量子比特我们将要做的另一个假设是，控制量子位的时间变化是通过纯度的变化来体现的。
根据静止的在所讨论的算法中，控制量子位最初要经过哈达玛操作。此外，控制量子位有一个处于完全混合状态的量子比特，.这些目标量子位受制于酉门。这样的电路在一段时间内进行评估量子方法更有效。经典地，计算目前尚未进行，而且据信难度较大。量子力学的价值例如，通过测量泡利算符的期望值以近似的方式实现和[8]. 在以下限制中和较小（即。，)的静止的DQC1不一致由以下公式给出[8,10]哪里是二进制香农熵，由下式给出哪里存在的特征值对于.数量具有近似多项式开销，如下所示值得一提的是，可以对事实上，众所周知，酉算子的复数本征值为模1[12]. 后者与Cauchy-Schwarz不等式一起意味着哪里对于以下特定情况等于组中的一个生成器上述原因是，根据定义没有踪迹[13]. 在图中1我们绘制了静态量子不一致第页，共页(4)作为杂质的函数和在范围内和让我们从图中观察1那个还有那个; 即杂质越大，量子不一致越小。值得一提的是，量子关联可以用量子不一致来表征。这一点在迄今为止的两个实验中得到了证实：使用全状态层析成像在两量子比特光学装置中测量不一致[10]以及四量子位NMR实现[14]. 让我们讨论一个简单的例子，它说明了时间不消逝的传统静态方法和本工作中引入的时间相关方法之间的区别表示三维旋转关于酉向量,其分量为泡利矩阵的向量。的踪迹可以很容易地评估屈服[15]. 很明显，从也没有关于执行跟踪计算所需时间的任何信息也无法提取出这与非经典相关性盛行的时间尺度之间的关系。以上是非真实的传统静态方法的问题，在这种方法中，高效执行的时间不会流逝.
关于数量英寸(4)和(5)重要的是要在这里指出[8]给定的常量值在算法的所有执行过程中都使用了。这种假设限制了对算法执行时间的了解，该时间必须小于，在不同的量子计算机体系结构中执行一个量子门所需的最短时间。在表中1我们列出了以下各项的值对应于几个不同的量子系统。在本文件中等于一个常数将被放松。事实上，我们假设这样的数量以以下方式取决于时间：在非经典关联意味着纠缠的特殊情况下第页，共页(7)将是执行一个量子门所需的最短时间。一般来说，表示DQC1系统的非经典关联状态占主导地位的时间尺度。上述方程式的理由是，如果系统的准备时间在时间间隔内流逝，数量直到这个达到最大值。正如预期的那样，随着时间的推移，消相干使之随时间单调减少。那是因为，由于与环境的相互作用，非经典相关性恶化。发件人(7)因此，控制量子位的纯度随时间而波动。这意味着规范化跟踪也将是一个与时间相关的量。然而虽然它的特征值肯定与时间有关，但它并没有丢失。在任何情况下，酉矩阵的归一化迹满足以下给定的边界(6). 我们指出，有效计算轨迹的关键量利用非经典关联的优点，精确地计算时间间隔其中非经典相关性占优势。由于在目前的方法中都很小而且在本文中，提出了以下近似值：哪里由提供(7). 假设(8)是合理的，而在[16]已经证明，这两种以及(4)不依赖此外，酉矩阵的迹依赖于杂质也是合理的()DQC1模型的控制量子位。以上正是DQC1模型的中心思想，其中控制量子位的混合调节了。预计量子不一致越大，计算效率越高是。
替换(7)和(8)到(4)和(5)我们得到了DQC1不一致作为时间的函数，如图所示2让我们从图中观察2那是为了一个有那个而对于量子不一致是上述情况意味着随着时间的推移，非经典相关性变得更小，从而降低了计算效率后者是退相干存在的结果。另一方面，我们从图中观察到2值越小计算的效率越高前提是从图中2和表1据观察，最适合高效计算应该是穆斯堡尔核。然而，器件中的电子GaAs、电子Au和俘获离子也可能有利于有效计算另一方面，从这个数字中我们可以看出，量子点和核自旋链技术不适合有效计算.
作为一个结论，我们将量子不一致与时间尺度联系起来，其中非经典关联在几个不同的量子器件中占主导地位。从图中1可以得出结论，对于(三)接近单位时，非经典关联变得重要。在DQC1模型中，非经典关联由量子不一致给出，其值由下式给出(4)前提是很小。上述可能表明，量子不一致值越大换句话说，非经典相关性对于有效计算。这一事实是由(7)和(8)这反映了当接近单位（即更大的量子不一致）很小。最后，我们发现Mösbauer核可能是DQC1算法的良好处理器，而核自旋链量子设备对于计算.
利益冲突
作者声明，本论文的出版不存在利益冲突。
确认
作者感谢SNI-Conacyt的财政支持。
