单次测量下单位算子不可区分性

不可区分性概念捕捉了在量子实验中，在不确定实际结果的前提下排除某些备选方案的可能性。尽管该概念已广泛应用于量子态，但关于量子通道的不可区分性研究仍有限。本文我们研究单位算子的单次不可区分性。我们分析两种情形：使用单系统探针和使用纠缠探针。对于三元单位算子集合，我们首先证明所有最大纠缠态在作为探针时的性能是等价的。在量子比特情形下，进一步证明最大纠缠探针总是充分的：如果一组三元量子比特单位算子可用单系统探针或非最大纠缠探针进行不可区分，那么也可用最大纠缠探针进行不可区分。然而，在更高维度中，这种等价性不再成立。在三维空间中，存在一组单位算子，其可用非最大纠缠探针或单系统探针进行不可区分，但不可用最大纠缠探针进行不可区分。我们还证明，两个可不可区分的三元量子比特单位算子集合的并集也构成一个可不可区分的单位算子集合。最后，我们提供从不可区分单位算子构造可不可区分单位算子的方法。