多量子比特系统的互补关系

我们导出两个互补关系，它们约束多量子比特系统中可同时存在的个体与 bipartite 性质。第一个表达式对 n 量子比特的任意纯态成立，表明系统单个成员拥有单粒子性质的程度受该量子比特与系统其余部分间 bipartite 纠缠的限制。此结果意味着纠缠共享现象是互补性的一个具体后果。第二个表达式对两量子比特的任意态（纯或混合）成立，量化了量子态中编码的纠缠、可分类不确定性与单粒子性质之间的权衡。可分类不确定性是我们对个体子系统所拥有性质之无知的自然度量，并可用于完全刻画两量子比特系统中纠缠与混合度之间的关系。两量子比特互补关系产生一种有用的几何图像，其中局域子系统性质的方均根值如同密度矩阵空间中的坐标，并可能对量子力学解释问题提供可能的见解。