守恒律下催化量子随机性的关联资源理论
量子物理
2021-04-02 v1
摘要
催化剂是协助其他含资源对象转化而在过程中不被消耗的物质。然而，其“催化能力”有限且会被耗尽的事实常被忽视，尤其在近期利用与催化剂建立关联来催化量子随机性的理论发展中。本工作中，我们建立一种一次性催化随机性的资源理论，其中非关联性在随机性催化中被消耗。为此，我们通过部分转置完全刻画可用于实现随机性催化的二分酉算子。由此我们发现，每个催化信道都是可因子化的，因此存在一个非催化的酉信道（unital channel）。我们定义了一族催化熵，量化量子态内可催化提取的熵，并展示了量子态的简并度如何使催化熵超越其普通熵。基于此，我们证明随机性源在提取一定量随机性后实际上会被耗尽。我们将该理论应用于禁止某些量子态叠加的守恒律系统，发现非最大混合态可产生最大催化熵。我们讨论了该理论对包括催化随机性吸收、无秘密定理以及多方无限催化可能性在内的多个主题的启示。
引用
@article{arxiv.2104.00300,
title = {Correlational Resource Theory of Catalytic Quantum Randomness under Conservation Law},
author = {Seok Hyung Lie and Hyunsek Jeong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00300},
year = {2021}
}