魏尔-海森堡协变测量的简单实现

信息完备(IC)测量是量子信息处理中的基础工具,但其物理实现仍具挑战性。根据奈马克扩展定理,一个IC测量可通过适当相互作用后在扩展系统上实施冯·诺伊曼测量来实现。该研究团队详细阐述了一种简单算法,用于在任意有限维度中实现秩一韦尔-海森堡协变信息完备测量的奈马克扩展。通过利用韦尔-海森堡协变性,研究人员证明该问题可简化为确定一个d×d酉矩阵,由此可构建完整的d²×d²酉相互作用矩阵。后者具有块循环结构,这使得其能够实现优雅的光学实现方案。该工作通过比特、三态比特和四态比特SIC-POVM的显式计算对流程进行了示例说明。最后,研究人员表明从另一视角看,该方法相当于根据所谓基准态制备辅助系统,随后对系统和辅助系统实施广义贝尔基测量。这些结果为实验室中实现适用于比特和dit基系统的信息完备测量提供了直接框架。

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提交arXiv: 2025-12-26 18:50

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