含噪量子通道的单次可区分性
在量子理论的诸多引人入胜的特性中,量子通道的区分问题具有基础性研究价值。本文重点研究了利用两类不同探针(单系统[乘积态]探针与纠缠探针)对两种含噪量子通道的单次区分问题。该研究团队旨在为特定区分任务确定最优探针态,并分析纠缠对提升通道可区分性的必要性及作用机制。研究证明:对于量子比特 depolarizing 通道的区分,最大纠缠探针具有最优性,任何非零纠缠度均能提供优于单系统探针的优势;与之相反,在任意维度的 dephasing 通道情形中,该工作证实单系统探针即可达到最优,即使将 dephasing 酉算子推广至一般情况时纠缠仍无增益。针对量子比特振幅阻尼通道,研究人员发现了依赖于噪声参数的特定区域——在某些噪声条件下单系统探针优于最大纠缠探针,反之亦然。此外,该团队论证当噪声参数限定于特定取值时,非最大纠缠探针可作为最优探针。研究还展示了含噪酉通道的典型案例:使用非最大纠缠探针可实现区分,而单系统探针与最大纠缠探针均告失效;同时提出另一类含噪酉通道——单系统探针即可实现完美区分,而最大纠缠探针反而不足。最后,研究证明擦除通道的最优区分可采用任意纯态单系统探针完成,纠缠不提供任何优势。
量科快讯
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