开放量子系统中的离散与连续维格纳函数:非马尔可夫与热力学效应
本论文的核心目标是研究在有限维量子系统中,如何在现实噪声环境下识别、表征并保护非经典资源以供实际应用。借助离散维格纳函数(DWF)框架,该团队引入了负性量子态,并考察了其维格纳负性、mana值、相干性及隐形传态保真度在幺正与非幺正信道下的演化规律,特别关注了非马尔可夫随机电报噪声和振幅阻尼动力学。该研究还分析了基于弱测量和量子测量反转的保护策略,表明这些方法能够在具有记忆效应的环境中增强量子关联、降低保真度偏差,并提升两比特负性量子态的隐形传态性能。此外,该团队证明,源自相空间点算子的某些负性态在非马尔可夫噪声下,其纠缠度量表现优于贝尔态。进一步地,本论文聚焦于开发并实现可在超导硬件上生成这些量子态的量子电路,并首次在IBM的ibm-Brisbane设备上成功实现。通过量子态层析成像验证了其制备过程,结果显示在真实噪声条件下具有高保真度。该工作提出了一种利用两比特负性量子态作为资源的隐形传态方案。同时,研究发现,在噪声条件下,这些两比特负性量子态在最大CHSH不等式违背和费希尔信息方面均优于贝尔态。该团队认为,在非马尔可夫误差占主导的场景中,这些负性量子态有望取代传统贝尔态发挥作用。(接PDF原文)

