混合量子比特态与高斯态的渐近最优纯化与稀释

给定一个混合量子比特态的系综，可以通过一种称为态纯化的过程来提高其组成态的纯度。反向操作，我们称之为稀释，会降低组成态中的纯度水平。在本文中，我们针对独立同分布混合量子比特态系综的纯化和稀释，在给定输入和输出纯度以及渐近输出速率的情况下，找到了渐近最优的过程。我们的解决方案涉及使用局部渐近正态性的统计工具，该工具将量子比特问题重新表述为单个位移高斯态的衰减和放大问题。因此，为了获得量子比特解，我们必须首先解决高斯设定中的类似问题。我们针对上述所有问题，以（全局）迹范数品质因数，提供了完整的解决方案。