Bra-ket 纠缠:连接纠缠、魔法与相干性的指标
摘要
理解 distinct quantum resources 之间的 intricate interplay 是 rigorously 表征 classical 与 quantum 技术边界的 fundamental prerequisite。尽管在 quantum resources 广阔的景观中,纠缠、magic 和 coherence 可能吸引了最 intense 的 investigation,但 while universally recognized as the core drivers of quantum advantage,我们对其 structural interplay 的 understanding 仍然 fragmented and compartmentalized。在本工作中,我们引入一种名为 bra-ket entanglement(BKE)的 indicator,定义在 operator vectorization space 中以 bridge 所有 three quantum resources。具体而言,我们 show that BKE governs a resource dependence transition in entanglement generation:在 low-BKE regime 中,entanglement 的 growth 主要由 coherence 主导, largely independent of magic;然而随着 BKE 的增加,coherence 的 dependence 将逐渐被 replaced by dependence on magic;因此在 high-BKE regime 中,entanglement generation 主要由 magic 主导, largely independent of coherence。这些结果建立在一系列新的 entropy-theoretic relations 的基础上,并通过 numerical experiments 加以验证。我们还讨论了这些结果对 classical simulations of mixed states and marginal probabilities 中的 resource transitions以及 relating different classical simulation methods 的 implications。
引用
@article{arxiv.2505.09512,
title = {Bra-ket entanglement, an indicator bridging entanglement, magic, and coherence},
author = {Zhong-Xia Shang and Si-Yuan Chen and Wenjun Yu and Giulio Chiribella and Qi Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.09512},
year = {2026}
}
备注
7+13 pages; 3+1 figures