纠缠威力及其偏差:关于纠缠生成中输入态依赖性与变异性的定量分析
量化量子操作的纠缠能力是量子信息科学中的基础任务。传统上,这一能力通过纠缠力(EP)衡量,其定义为量子操作作用于所有可能乘积态时产生的平均纠缠度。然而,仅凭纠缠力无法捕捉纠缠生成与输入状态相关的复杂特性。为此,该团队定义了一个补充性指标——纠缠力偏差(EPD),即所有乘积输入态生成纠缠的标准差,从而全面表征纠缠行为的多样性。该团队开发了基于群论的通用框架,可同时导出纠缠力与纠缠力偏差的闭式表达式。研究揭示了一项未被探索的基础物理规律:提升纠缠能力必然增强对特定输入态的敏感性或偏好。通过分析典型双量子比特门,研究人员发现具有相同纠缠力的门可能呈现显著不同的纠缠力偏差值,表明纠缠生成特性会因物理实现方式产生本质差异。将该框架推广至任意维二分希尔伯特空间中的广义受控酉操作类后,该工作再次确认了纠缠强度与均匀性之间的内在权衡,并发现了纠缠生成中与维度奇偶性相关的精妙行为——这一现象仅凭纠缠力无法探测。这些发现确立了纠缠力偏差作为不可或缺的诊断工具的地位,它与纠缠力相辅相成,为纠缠结构提供了更深刻完整的表征。
