从少量副本中对任意量子态进行Wigner负性的操作检测
具有负Wigner函数的态构成了量子优势下非经典资源的一个基本类别。该研究开发了一个统一框架,利用实验可获取的Wigner函数矩(可从少量态拷贝中估计)来检测任意态的Wigner负性。通过利用正相空间分布满足的约束条件,研究人员基于 \(\mathcal{L}_p\)-范数不等式、对数凸性关系以及Hankel矩阵正定性推导了互补的负性判据层级,从而无需完整的相空间层析成像即可获得越来越强大的Wigner负性见证。该框架进一步能够从少量实验可观测物理量中对Wigner负性进行定量表征。接着,该团队将所有Wigner矩精确表示为基于宇称的可观测量的期望值,从而建立了一种多重拷贝表示,为其实验估计提供了实用且可扩展的途径。该工作通过随机测量和经典影子协议的数値模拟展示了该方案的性能。最后,该研究证明该框架自然扩展至识别诸如两体和多体纠缠等非经典资源。这些结果将Wigner矩确立为可扩展检测和量化连续变量量子系统中非经典资源的多功能工具。

