量子态与信道中的纠缠保真度与量子熵关系揭示

纠缠态是支撑各类量子信息处理任务的基础资源。纠缠保真度(量化与最大纠缠态的接近程度)与各类量子熵是认证量子态纠缠特性的核心指标。高保真度的量子态在众多信息论应用中具有重要价值,而具有负条件熵的量子态则在多项量子信息处理协议中展现出显著优势。本研究系统探究了这两种纠缠指标在量子态与量子信道层面的关联性。首先,该团队对超越二分复合系统阈值限制的纠缠保真度衰减信道进行了全面分析与表征,提出“保真湮灭信道”概念并讨论其拓扑特征及多种信息论属性;随后比较了降低纠缠保真度与产生负条件熵的两类信道。将研究视角从信道扩展至量子态层面,研究人员进一步解析了通用双量子比特态中纠缠保真度与各类量子熵的关系,推导出以纠缠保真度表示的Rényi 2-熵、条件Rényi 2-熵、Tsallis 2-熵及条件Tsallis 2-熵的上界。最后,该工作探索了双量子dit态的相对熵与纠缠保真度之间的关联规律。

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