We develop a semantic framework for higher-order quantum computation based on a boundary-centric presentation of compact closed categories, building on Kelly--Laplaza and Abramsky.Morphisms are polarized boundary linkings composed by execution, with a unit-free monoidal sum providing reversible control and branching. We identify a notion of \emph{essential unitarity} generalizing unitarity from first-order processes to higher-order interfaces;at first order it coincides with standard unitarity, and at higher order it characterizes when information is preserved relative tothe boundary. Essential unitarity is the unique predicate compatible with dagger-monoidal structure, coherence reindexing, and currying, and reducing to ordinary unitarity at first order. Every morphism of the quantum core is essentially unitary. The framework realizes the coherent quantum switch and other one-slot, equal-ratio, purity-preserving supermaps as coherent pure-comb dilations. Extended Abstract appears in QPL 2026 A revision is coming soon. With corrections.


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量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的通用计算机,其理论模型是通用图灵机;通用的量子计算机,其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看,量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题,但是从计算的效率上,由于量子力学叠加性的存在,目前某些已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。

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