随机近似量子信息掩蔽
“将信息隐匿于量子关联中”是众多量子信息应用的核心原理。尽管存在“不可隐藏”和“不可掩蔽”定理,近似量子信息掩蔽(AQIM)为突破这些限制提供了可行方案。然而目前对AQIM的探索仍不充分,构建显式近似掩蔽器仍是挑战。该研究团队从多角度探究AQIM,提出利用随机等距变换构建近似掩蔽器。 研究首先引入不同AQIM概念,发现它们之间存在深刻内在联系。该团队通过一组量化指标来刻画这些关联,这些指标用于衡量AQIM与精确QIM的偏差。随后研究人员探索了在二分和多体系统中通过随机等距变换实现AQIM的可能性。对于二分系统,该工作发现关键指标存在基本下界,表明几乎所有随机等距变换都无法实现AQIM——这一意外发现将原始“不可掩蔽”定理推广至二分系统的“随机不可近似掩蔽”定理。 与之形成鲜明对比的是,在多体系统中,研究表明几乎所有随机等距变换都能实现AQIM。值得注意的是,随机掩蔽单个逻辑量子比特所需的物理量子比特数仅呈线性增长。该团队进一步探讨了这些发现的深层意义:在特定条件下,近似量子纠错与AQIM具有等价性,这使得AQIM自然催生出具有恒定编码率和指数级微小纠错偏差的近似量子纠错码体系。 总体而言,该研究确立了量子信息掩蔽作为量子信息理论核心概念的地位,为连接跨领域的不同概念架起了桥梁。
