量子科技中心_量科网

量子信息科学旨在利用不同类型的量子资源来完成特定的信息处理任务。这些资源在解决有关量子相位和动力学的基本问题中也发挥着越来越重要的作用。因此，开发强大且实用的方法来识别和检测量子资源具有重要意义，其应用范围从基准测试量子设备到理解量子理论的基本结构。在该工作中，该研究提出了见证展开（witness expansion）这一统一框架，用于构建检测与明确定义的幺正自由群相关的量子资源的非线性判据。这些判据同时适用于纯态和混合量子态，并基于目标态的多项式函数，这类函数可以通过使用目标态的多个副本在实验上进行估计，并在某些物理模型中解析地评估。该工作展示了如何从该框架中自然地涌现出几种著名的资源检测量，包括相干的\(l_2\) 范数、纠缠的部分转置矩、非稳定化能力（量子魔法）的稳定子熵，以及费米子非高斯性的费米子反平坦度。除了重现这些现有结构，该框架还产生了检测量子比特和量子比特态魔法态的新判据，显著增强了基于见证的检测能力。此外，据该研究团队所知，该框架还首次给出了一个解析判据，用于检测相对于纯费米子高斯态凸包的混合态费米子非高斯性，并且该判据对任意数量的量子比特均保持非平凡，这展示了该框架的广泛适用性和概念上的统一能力。