噪声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。本工作中,该研究团队专注于利用两种不同探针类型(单系统(乘积)探针和纠缠探针)对两个含噪量子通道的单次区分。其目标是确定特定区分任务中的最优探针态,并分析纠缠在提升通道可区分性中的必要性及作用。研究表明:对于量子比特去极化通道的区分,最大纠缠探针具有最优性,且任何非零纠缠态均优于单系统探针;而对于任意维度的退相位通道,研究证明单系统探针即可达到最优,且即使推广至广义退相位酉算子情形,纠缠也无法带来性能提升。针对量子比特振幅阻尼通道,该团队发现了依赖于噪声参数的特定区域——在某些噪声区间单系统探针优于最大纠缠探针,反之亦然。此外研究还表明:当噪声参数限定特定值时,非最大纠缠探针可作为最优探针。该工作还展示了一类含噪酉通道的实例:仅能通过非最大纠缠探针实现区分,而单系统探针和最大纠缠探针均会失效;同时提出了另一类含噪酉通道,其完美区分可通过单系统实现,而最大纠缠探针反而不具备此能力。最后研究证明:对于两个擦除通道,任何纯单系统探针均可实现最优区分,纠缠不提供任何优势。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-05 10:28

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