在正定偏转置操作下二分量子信道判别的纠缠代价

量子信道区分是量子信息处理中的一项基础任务。在单次测量场景下,两个候选信道之间的区分特性由钻石范数表征。然而,超越这一基本设定后,分布式量子信息处理中的诸多场景仍未解决,这促使我们探索能够反映可用资源能力的可区分性新概念。 该研究构建了二分信道区分测试理论,由此提出“二分信道区分纠缠成本”的核心概念:为实现全局最优成功概率,本地协议所需共享最大纠缠态的最小施密特秩k。研究人员引入k-可注入测试器作为纠缠辅助本地区分的测试器描述框架,重点研究了k-可注入正部分转置(PPT)测试器类——这是实际应用中LOCC测试器类的数值易处理松弛模型。 针对任意k值,该工作推导出最优成功概率的半定规划(SDP)方案,从而得到可高效计算的单次PPT纠缠成本。为使这些优化问题具备数值可行性,研究人员证明了协变信道对的对称性约简原理,显著降低了相关SDP问题的有效维度。最后,通过对SDP问题进行对偶转化,该团队推导出复合信道区分问题的边界,并基于退极化信道、退极化SWAP信道以及Werner-Holevo信道等原理验证示例展示了该理论框架的应用价值。
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提交arXiv: 2026-03-12 16:31

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