一般n-量子态的最优纯化

我们提出了一种量子算法，用于通过使用一个辅助的n-量子系统来纯化一个n-量子系统的一般混合态$\rho$。该算法是最优的，因为：(i) 辅助量子比特的数量无法减少；(ii) 决定纯化态$|\Psi>$的参数数量恰好等于$\rho$的自由度数目；(iii) $|\Psi>$可以很容易地从密度矩阵$\rho$确定。此外，我们引入了一个量子电路，其中量子门是作用于一个$2n$-量子系统的幺正变换。这些变换由可调参数决定，一旦忽略辅助量子比特，这些参数可以被调整以生成任何给定的混合n-量子态。