量子灯光中的优势资源：量子信噪比与纠缠

我们利用两 qubit 混合态作为初始资源，研究量子灯光中的量子优势。我们表明，量子灯光中可实现的优势由初始纠缠与量子信噪比之间的相互作用决定。首先，我们严格表明，给定状态的量子优势等于照明消耗的量子信噪比。随后，我们发现，具有相同初始量子信噪比的状态可导致不同的优势，表明量子信噪比在照明中可用部分取决于状态的额外结构特征。然后，我们通过进行条件极端分析来考察优势与纠缠以及量子信噪比之间的关系。为此，对于按相同优势和初始量子信噪比聚类的状态，我们计算每个聚类中的最大和最小初始纠缠。我们展示了对于具有固定初始量子信噪比的状态，最大（而非最小）纠缠随优势的增加而增加。我们得出结论，对于给定的初始量子信噪比，更高的纠缠是更高优势的充分（但非必要）资源。另一方面，对于按相同优势和初始纠缠聚类的状态，我们计算每个组中的最大和最小初始量子信噪比。在这里，最小（而非总是最大）量子信噪比随优势单调增长。这表明，对于固定的初始纠缠，更高的量子信噪比是更高优势的必要（但非充分）资源。该结果提供了关于不同形式量子关联如何支配照明协议性能的细化、操作性视角。我们最终发现，在高噪声 regime 中，优势对初始量子信噪比持续呈线性依赖，这突显了量子信噪比在协议对噪声鲁棒性方面的关键作用。