量子关联的解构与条件擦除

我们将系统 $ABE$ 上三体量子态的解构代价定义为需要对 $AE$ 系统施加的最小噪声速率，使得对 $BE$ 系统上的边缘态的扰动可忽略不计，同时所得态的系统 $A$ 可仅从 $E$ 系统局部恢复。我们将此类操作称为解构操作，并将实现它们的协议称为态解构协议。态解构推广了单方量子态的 Landauer 擦除以及双方量子态关联的擦除。我们发现，系统 $ABE$ 上三体量子态的解构代价等于其条件量子互信息（CQMI）$I(A;B|E)$，从而赋予了 CQMI 在态解构协议方面的操作意义。我们还定义了一个称为条件擦除的相关任务，其目标是对系统 $AE$ 施加噪声以使系统 $A$ 与系统 $BE$ 解耦，同时对系统 $BE$ 的边缘态造成可忽略不计的扰动。我们发现条件擦除的最优噪声速率也等于 CQMI $I(A;B|E)$。态解构与条件擦除导出了量子 discord 和压缩纠缠的操作意义，它们是基于 CQMI 的量子关联度量。我们发现量子 discord 等于模拟 einselection 的代价，einselection 是量子系统与环境相互作用导致系统内信息选择性丢失的过程。如果 Alice 拥有可用的最佳系统 $E$ 来辅助解构/条件擦除任务，则压缩纠缠等于解构/条件擦除所需最小噪声速率的一半。