通过 LOCC 下的可提取功测试对热态的等价性
量子物理
2026-01-22 v1
摘要
理解量子多体纯态的热行为是量子热力学中最基本的问题之一。众所周知，当限制在不具备访问子系统间关联的局域操作时，典型的纯态与热态一样产生零功。然而，在 LOCC（局域操作与经典通信）下，由于可以利用经典可访问的关联进行功提取，这种对热态的等价性是否仍然存在尚不清楚。在本工作中，我们建立了判定多体纯态在 LOCC 下是否仍与热态等价的准则，并表明这种热等价性受其多体量子关联结构支配。我们证明，具有渐近最大多体纠缠的态（如 Haar 随机态）在 LOCC 下不能产生广延功，而一些具有有限多体纠缠的态（如常数度图态）尽管在局域上与热态不可区分，却允许广延功提取。因此，我们的工作提供了一种超越传统局域机制的热等价性的精细化操作概念，由于近期实验可及操作的扩展，这一点正变得日益重要。
引用
@article{arxiv.2601.14789,
title = {Testing the equivalence to thermal states via extractable work under LOCC},
author = {Toshihiro Yada and Nobuyuki Yoshioka and Takahiro Sagawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14789},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 2 figures