多量子比特系统中的多态虚数与相干性
传统上,量子资源的表征主要聚焦于单个量子态。然而,近期文献越来越多地探索多态系统(由可变参数索引的有序状态集合)中的资源表征。该工作提出了一个酉不变框架,用于精确定位量子比特态集合中的虚部性和相干性:研究人员证明布洛赫矢量必须共面才能消除虚部性,必须共线才能消除相干性,从而建立了基于秩的精确相干性与虚部性检验标准,并为现有鲁棒性度量指标导出了闭式边界——所有这些仅需依赖双态重叠度即可实现。 该研究还揭示了无虚部性多态集合的非凸性特征,并证明三阶不变量可完全表征单量子比特系统的多态虚部性,但对更高维系统则不具备这种完备性。作为核心技术成果,该团队证实单量子比特态的所有巴格曼不变量均可由双态重叠度(至多共轭变换)完全确定。对于超出量子比特的体系,研究人员通过高阶不变量的等式约束,给出了与纯度无关且适配任意系统的相干性见证方案,并将理论成果与实际协议相连接:包括部分可区分性表征、自旋手性检测以及子通道鉴别等应用场景。
