单拷贝量子态的纠缠渐近量化

尽管量子纠缠在量子技术中具有核心重要性，但对其最优利用方式的理解仍遥不可及，甚至以具有操作意义的方式测量纠缠也极其困难。在此，我们研究纠缠处理中的两个基本任务：纠缠测试（一种量子态判别问题，关注多拷贝体系中的纠缠检测）和纠缠蒸馏（关注从噪声纠缠态中提纯纠缠）。我们引入了一种以可实现的最佳误差而非渐近极限下的产率来基准化蒸馏性能的方法。当用于纠缠蒸馏的基础操作集为非纠缠操作的公理化类别时，我们证明了纠缠测试和蒸馏的两个品质因数是一致的。通过证明广义量子Sanov定理，我们解决了这两个问题，该定理能够精确评估复合量子假设检验的渐近误差率。我们特别表明，渐近品质因数由纠缠的相对反向熵给出，这是一个仅需单拷贝量子态即可评估的单字母量——这是在量化信息论任务最优性能的纠缠度量中的一个独特特征。