非高斯态不可广播

高斯态在连续变量量子系统的物理学中具有基础性地位。其吸引力在于实验制备的便捷性,以及紧凑优雅的数学描述。然而,许多量子技术方案需要突破高斯态范畴,引入非高斯元素。根据量子资源理论框架,非高斯态可被视为资源态,而高斯操作与高斯态则属于可自由使用的廉价资源。在此理论结构下,资源广播任务旨在判定能否以有意义的方式克隆态的资源含量——若可实现,将为资源操控提供强力操作手段。该工作证明了通过高斯操作广播非高斯态具有不可行性。为此,研究人员首先揭示了非高斯性的相对熵不满足超可加性,从而排除了其作为此类不可行性分析核心指标的资格。证明过程基于对高斯操作不动点的理解,并与控制系统理论相关联。该不可行定理进一步表明:若两个初始无关的体系通过高斯动力学相互作用,且在某子系统产生非高斯性,则另一子系统的非高斯性必然降低。此外,在固定自由操作集为高斯操作的前提下,该研究团队还对维格纳负性及真量子非高斯性的广播现象做出了阐释。
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提交arXiv: 2025-10-23 19:58

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