不对称模式：谐波分析在对称量子动力学与量子参考系中的应用

探究对称性对开放系统量子动力学的影响是一个具有广泛应用的问题，包括描述热弛豫、推导放大器性能的量子极限，以及在噪声存在下探索量子计量学。动力学的对称性可能反映自然界基本定律的对称性、低能有效理论的对称性，也可能描述诸如缺乏参考系之类的实际限制。在本文中，我们将谐波分析的一些工具与量子信息理论的思想相结合来解决这一问题。核心思想是将量子操作——特别是态、测量和信道——分解为不同的模式，我们称之为不对称模式。在对称处理下，输入的给定模式被映射到输出的相应模式，这意味着只有当输入包含所有必要模式时，才能生成给定的输出。通过定义量化特定模式中不对称性的单调量，我们还推导了模拟给定不对称操作所需的不对称资源的定量约束。我们展示了结果在推导非确定性态跃迁（如量子放大）成功概率界限方面的应用，并提出了一种用于研究量子参考系退化的简化形式体系。