噪声量子态的信息可恢复性

从量子系统中提取经典信息是许多量子算法的关键步骤。然而，由于系统容易受到量子噪声的影响，这些信息可能会被破坏，且其在量子动力学下的失真尚未得到充分研究。在本工作中，我们引入了一个系统性的框架来研究我们能从噪声量子态中多好地恢复信息。给定一个噪声量子信道，我们完整刻画了可恢复经典信息的范围。这一条件提供了一种量化信道信息可恢复性的自然度量。此外，我们求解了最小信息恢复代价，连同相应的最优协议，均可通过半正定规划高效计算。作为应用，我们确定了实际量子噪声下信息恢复代价的极限，并采用相应协议来缓解基态能量估计中的误差。我们的工作首次完整刻画了噪声量子态的信息可恢复性，从可恢复范围到恢复代价，揭示了概率性错误消除的终极极限。