纠缠态比乘积态更难传输

纠缠态的分发是众多量子信息处理协议中最关键的任务之一。一种普遍采用的量子态分发方案设想在一个地点制备量子态，然后通过若干量子信道发送至（可能不同的）远距离接收方。尽管毫无疑问且或许直观预期纠缠量子态的分发效率低于乘积态，但对此种低效性（即纠缠态与可分解态的量子态传输保真度之差）的详尽量化尚未开展。为此，本工作中我们考虑n个独立的振幅阻尼信道并行作用，即各自局域地作用于n量子比特态的每一部分。对于至多四个量子比特，我们推导了相对于乘积态情形、在初态存在纠缠时保真度下降的精确解析结果。有趣的是，我们发现真正的多体纠缠比两量子比特纠缠对保真度具有更有害的效应。我们的结果暗示，对于更大的n量子比特态，乘积态与纠缠态间的平均保真度差异随单量子比特保真度增大而增大，从而使得后者成为较不可靠的品质因数。