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Entropy Guarantees for Quantum Boolean Functions
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DOI：10.1007/978-3-032-15641-9_4.png)
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摘要
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本研究展示了如何为执行布尔函数的量子电路所产生的熵提供特定保证。更具体地说，我们研究了此类电路中子系统von Neumann熵的保证。我们的发现表明，通过绕Bloch球X轴旋转目标量子比特进行输入状态初始化，并结合任意但固定的控制量子比特绕任意轴或其组合的个体量子比特旋转，能够保持子系统约化密度矩阵的von Neumann熵。相比之下，绕Y轴的类似旋转会导致熵随旋转角度变化。此外，在其他条件相同的情况下，对所有量子比特（包括目标量子比特）进行任意量子比特旋转，同样会导致子系统熵的变化。我们将这些发现应用于一个新颖的多量子比特量子隐形传态协议中以保障经典通信信道。我们展示了一个完整的IBM Qiskit实现及其对应的图形-经验示例，用于执行三量子比特量子隐形传态协议。总体而言，我们的结果揭示了系统纠缠的见解，并表明布尔函数为实现量子熵动力学控制提供了一种结构化方法。这不仅在量子隐形传态的经典通信安全混淆方面具有重要意义，也值得在量子信息扰乱及其他更广泛背景下进一步研究量子布尔函数。
Keyword:
Boolean function
quantum computing
Disjunctive Normal Form (DNF)
Algebraic Normal Form (ANF)
reversible computing
Zhegalkin polynomial
von Neumann entropy
teleportation
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0
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27
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