等距通道存储与检索中的量子优势

“存储与检索”任务指将量子信道Λ编码为量子态(称为程序态),以便后续能重构该信道。该任务与量子信道估计密切相关——通过对Λ进行多次查询来制备编码信道信息的量子态φΛ,随后通过“测量-制备”策略测量φΛ来重构信道。该工作分析了基于估计策略在等距信道存储与检索中的渐近性能,证明等距信道估计的最优保真度为F=1-[d(D-d)/n]+O(n⁻²),其中d和D分别表示等距的输入与输出维度,n为查询次数。该结果表明:与幺正信道不同,基于估计的策略对等距信道存储与检索是次优的,需n=Θ(ε⁻¹)才能达到ε的钻石范数误差。为突破此限制,该团队提出基于端口隐形传态的高效协议,仅需n=Θ(1/√ε)次查询即可将等距信道存储于程序态。作为应用,该方案被推广至一般量子信道,相比Gschwedtner、Bluhm和Winter先前成果[Quantum 5, 488 (2021)]实现了更优的程序成本。

量科快讯