量子科技中心_量科网

已知两个局域幺正等价的量子态（LU等价态）具有相同的纠缠量，在量子信息理论中可执行相同任务。若某项量子信息任务的协议满足“两个LU等价态要么同时适用于该协议，要么同时不适用”这一性质，则称该协议具有LU不变性。此前尚未有研究系统讨论量子信息任务协议是否具备LU不变性。Agrawal与Pati在[物理评论A,74,062320(2006)]中提出了完美量子传态协议(PTP)、以及通过发送单量子比特传输2比特经典信息的超密编码协议(PSDC-2)和发送双量子比特传输3比特经典信息的协议(PSDC-3)。本工作证明：PTP与PSDC-2具有LU不变性——即两个LU等价态要么同时适用于这两个协议，要么同时不适用；而PSDC-3不具备LU不变性。同时指出<cite>Nielsen</cite>提出的传态方案也不具有LU不变性。该研究团队分别给出了量子态适用于PTP、PSDC-2和PSDC-3的充要条件，并利用PTP与PSDC-2的LU不变性证明：量子态分别适用于这两个协议当且仅当其具有1ebit的共享纠缠度，进而完整找出适用于PTP和PSDC-2的所有真纠缠态与可分态——这是首个揭示PTP和PSDC-2无需真纠缠的研究结论。针对Agrawal与Pati提出的“W类SLOCC分类中是否存在适用于PSDC-3的子类”这一悬而未决的问题，该工作证明：SLOCC分类下的任何W类态均不适用于PSDC-3。