量子纠缠代价的简化

量子纠缠是量子信息处理中的关键物理资源，使得诸如隐形传态和量子密钥分发等经典世界中不可能实现的基本量子任务得以完成。自量子信息理论兴起以来，以具有信息论意义的方式量化纠缠一直是一个开放问题。特别是，每一个先前定义的具有精确信息论意义的纠缠度量均不知是否可高效计算，或者若可高效计算，则不知是否具有精确的信息论意义。在本快报中，我们应对这一挑战，引入一种纠缠度量，其具有精确的信息论意义：当允许两个远距离方执行完全保持部分转置正性的量子操作时，制备纠缠态所需的确切代价。此外，该纠缠度量可通过半定规划高效计算，并具备可加性与保真性等诸多有用性质。我们的结果揭示了任意量子态的基本纠缠结构的关键见解，并可直接用于评估和量化量子物理实验中产生的纠缠。