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正部分转置操作下双偏量子信道鉴别的纠缠成本

量子物理 2026-03-13 v1

摘要

量子信道鉴别是量子信息处理中的基本任务。在单次情景下,信道鉴别由 diamond 范数来表征。然而,在这一基础设置之外,许多分布式量子信息处理场景仍未得到解决,这促使人们发展出能够捕捉可用资源效应的鉴别性概念。本文构建了双偏信道鉴别的测试者理论,导致了双偏信道鉴别的纠缠成本概念:即共享最大纠缠态的最小 Schmidt 秩 k,要求局部协议才能实现全局最优成功概率。我们引入 k-可嵌入测试者作为局部分布式鉴别的测试者描述,特别研究 k-可嵌入正部分转置(PPT)测试者,这构成了实际相关的 LOCC 测试者的一个数值可行的松弛。在每个 k 下,我们推导了最优成功概率的半正定规划(SDP),从而得到一个可有效计算的单次 PPT 纠缠成本。为使这些优化问题在数值上可行,我们证明了对协变信道对的对称性简化原理,从而降低了相关 SDP 的有效维度。最后,通过对 SDP 进行对偶化,我们推导了复合信道鉴别问题的下界,并以去极化信道、去极化交换信道和 Werner--Holevo 信道为例进行了验证性演示。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.12130,
  title  = {Entanglement cost of bipartite quantum channel discrimination under positive partial transpose operations},
  author = {Chengkai Zhu and Shuyu He and Gereon Koßmann and Xin Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.12130},
  year   = {2026}
}

备注

32 + 7 pages, 4 figures