［本站讯］近日，山东大学信息科学与工程学院胡雪元团队与德国乌尔姆大学、新加坡南洋理工大学等单位合作，在量子资源理论和量子热力学领域取得重要进展。相关成果以“Gaussian Time-Translation Covariant Operations: Structure, Implementation, and Thermodynamics” 为题发表于国际物理学权威期刊 Physical Review Letters (Phys. Rev. Lett. 137, 070201, 2026)。该研究揭示了高斯协变信道的结构、实施，及其在量子热力学中的应用，为这类信道建立了全面的数学与操作性工具体系。

高斯协变信道是连续变量量子信息处理中的一类重要的信道。一方面，时间平移协变性与能量守恒等基本物理定律联系密切；另一方面，高斯协变信道在量子光学通信网络、高斯泊松采样中均有广泛应用。然而，与离散变量系统相比，针对连续变量系统中协变信道的系统性刻画仍相对滞后。

针对这一问题，研究团队利用高斯态表征和量子资源理论的方法，系统地研究了高斯协变信道的结构和实施，并发现，在高斯玻色体系中，离散变量协变操作领域的一些关键结论并不成立：在物理实现与热力学实现、非对称性的广延性，以及催化优势等方面均存在显著差异。

这些结果还揭示了对称性、高斯性与热力学约束之间相互作用所产生的一些出人意料的后果，表明在同时受到多重约束的真实物理场景中，系统可能呈现出丰富而独特的结构，而这些结构无法通过分别考察单一约束来充分理解。

该研究将光学通讯信道、高斯泊松采样的线性相干仪等模型纳入统一框架，对连续变量量子信息处理的性能分析和方案设计提供理论支撑。

胡雪元副教授为论文第一作者兼共同通讯作者，山东大学为该论文第一完成单位。新加坡南洋理工大学教授Nelly H. Y. Ng，Jeongrak Son，以及德国乌尔姆大学教授Martin B. Plenio ，Lea Lautenbacher 、Giovanni Spaventa 为共同通讯作者。