基于离散傅里叶变换的Kirkwood-Dirac经典态:有向图表示法

Kirkwood-Dirac(KD)准概率分布是量子态的基本表示形式,近年来在量子计量学、量子混沌和弱值测量等领域得到广泛应用。若量子态的KD准概率分布在给定两组基下构成有效的经典概率分布,则称其为KD经典态,反之则为KD非经典态——后者与各类量子过程中的量子优势密切相关。本研究针对两组正交基间变换矩阵为离散傅里叶变换(DFT)矩阵的情形,系统考察了KD经典态集合的结构特性。首先,该研究团队采用创新解析方法证明了pr维希尔伯特空间中KD经典态集合是KD经典纯态凸包——这一结论近期已被De Bièvre等人证实[Annales Henri Poincaré, 1-20, 2025]。进一步地,研究人员构建有向图来表征任意维度d希尔伯特空间中的KD经典纯态:该有向图中从起始顶点到终止顶点的任意路径上,KD经典纯态所形成凸包恰好对应KD经典态集合与这些路径相关纯态张成线性空间的交集。该普适性结论不仅直接导出pr维情形的结果,更涵盖了现有工作[J. Phys. A, 57, 435303, 2024]中的定理2,充分体现了其一般性与包容性。

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提交arXiv: 2026-03-14 09:44

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