量子信道资源蒸馏的基本限制

量子信道是量子系统动力学的基础，但在许多实际场景中，需要对信道本身进行处理。我们建立了对量子态与量子信道处理的普适限制，以不可行定理和定量边界的形式，表述了在最具一般性的变换协议下对一般量子信道资源的操控。聚焦于蒸馏任务类——其既可理解为将含噪信道纯化为酉信道，也可理解为从信道中提取基于态的资源——我们给出了此类变换中误差的基本限制，以及任意蒸馏协议开销的完备下界。在渐近情形下，我们的结果给出了广泛适用的蒸馏速率边界。我们通过容错量子计算中的应用展示了结果：获得了魔法态蒸馏开销的领先下界；以及量子通信中的应用：恢复了若干量子信道容量的强逆界。