全局幺正作用下非局域资源的表征

设备无关的安全密钥分发任务需要准备并随后分发非局域资源。为了安全的实际实现，需要取两个初始不相关的量子系统，并对复合系统执行一个幺正操作以生成非局域资源，该资源应违反一个贝尔不等式（例如，Bell-CHSH）。不违反Bell-CHSH不等式，但在全局幺正变换下违反该不等式的态，可被视为对制备非局域资源有用。然后，可以从一个Bell-CHSH局域的态（例如，一个纯乘积态）开始，并对其应用一个适当的全局幺正操作，从而得到一个Bell-CHSH非局域的态。然而，一个有趣的事实是存在无用的态，从这些态出发，无法通过全局幺正操作生成任何Bell-CHSH非局域资源。这是由于幺正算符的纯度保持性质，它根据初始（可能不相关的）态的纯度限制了最终态集合中的关联量。当前工作证实了对于双量子比特系统存在这样一个集合。该集合表现出反直觉的特征，其中包含一些纠缠态，这些态在任何幺正作用下仍保持Bell-CHSH局域性。从实际角度来看，这项工作在使用全局幺正变换制备非局域资源的任务中，划出了有用态和无用态之间的界限。此外，通过对该集合的解析表征，我们制定了一个通用方法，通过该方法可以操作性地识别有用态。还证明了我们的方法对任何线性贝尔不等式仍然有效。