量子态的最优概率克隆与纯化

我们研究了量子态的概率克隆与纯化。这些概率操作的性能通过理想输出态与实际输出态之间的平均保真度来量化。我们给出了最大可达平均保真度的简单公式，并明确展示了如何构造一个能达到该保真度的概率操作。我们通过几个例子说明了我们的方法，例如量子比特的相位协变克隆、相干态的克隆，以及通过退极化信道和振幅阻尼信道传输的量子比特的纯化。我们的例子表明，即使待克隆的态是线性相关的且来自连续集合，概率克隆机也可能比最佳确定性克隆机产生更高的保真度。