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Choi 层面的信道双绕:有限构造与非紧致变换

量子物理 2026-02-26 v2

摘要

双绕(即对称性作用的平均)是减少量子态和信道至对称不变形式的标准工具。我们从信道-态二元性的角度研究信道双绕,提供了由任意输入/输出表示所诱导的平均映射的可构造 Choi 层描述。我们的主要技术结果涉及集体情形:对于 πin(U)=Utin\pi^{\textrm{in}}(U)=U^{\otimes t_{\textrm{in}}}πout(U)=Utout\pi^{\textrm{out}}(U)=U^{\otimes t_{\textrm{out}}},我们引入一种部分转置约化,去除对偶作用,将混合(带墙 Brauer)信道双绕转化为在 U(tin+tout)U^{\otimes(t_{\textrm{in}}+t_{\textrm{out}})} 下对部分转置 Choi 算子进行的普通 Schur-Weyl 双绕,无需构造带墙 Brauer 幂元或混合 Schur 变换即可获得显式的置换基于公式。除了紧致对称性外,我们通过 Cartan 分解将信道双绕扩展至任射、通常非单位群,并获得平均化 Choi 算子在诱导 Cartan 成分唯一决定的权重下的不变子空间分解。最后,我们提供了两种信道平均的有限实现:一种作为作用于不变子空间上单值-设计信道的凸混合的“双”实现,以及显示加权群 tt-设计诱导出信道 tt-设计的设计类重构,其中 t=tin+toutt=t_{\textrm{in}}+t_{\textrm{out}}

关键词

引用

@article{arxiv.2512.23586,
  title  = {Choi-level twirling of quantum channels: finite constructions and non-compact transformations},
  author = {Marcin Markiewicz and Łukasz Pawela and Zbigniew Puchała},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23586},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages