量子科技中心_量科网

量子态纯化技术通过利用未知量子态的多个含噪副本实现噪声抑制，该技术在非完美器件条件下的量子通信与量子计算中具有重要应用价值。尽管意义重大，分布式量子系统中纯化的基本能力与根本局限迄今仍鲜有研究。该研究团队系统性地研究了局域操作与经典通信(LOCC)框架下的分布式量子态纯化问题，并证明了三类基本集合（所有纯态、所有最大纠缠态及四个贝尔态）不存在非平凡的二对一LOCC纯化协议。这一“不可行定理”表明，对于这些集合中的每个量子态，即使采用概率性方案，LOCC协议都无法实现普适性噪声抑制。与之形成鲜明对比的是，研究人员证实了单态纯化的可行性，并针对特定目标态给出了显式解析的LOCC协议。对于任意量子态集合，该工作开发了基于优化的算法来系统性设计LOCC纯化协议，并通过具体实例验证了其有效性。这些成果界定了基于LOCC纯化的理论极限，为分布式量子信息处理中的噪声抑制提供了实用策略。