真正量子相干资源理论的能力

任何量子资源理论都基于自由态和自由操作，即可以零代价创建和执行的态与操作。在相干性资源理论中，自由态在某些固定基底下是对角的，而自由操作是在某些特定实验实现中不能创建相干性的那些操作。最近，人们讨论了此方法的一些问题，并提出了新的操作集以解决这些问题。作为此类问题的一个例子，一个量子操作在某一特定实验实现中可以是非相干的，但在另一实现中仍可能创建大量相干性。该问题由真正量子相干性的框架解决。在此，我们进一步研究此概念，并研究在其他更通用的操作集，这些操作在任何实验实现中都不能创建相干性。我们详细分析了这类映射的数学结构，并借此研究在这些操作下可能的态变换。我们表明确定性操控受到严重限制，即使在渐近情形下也是如此。特别地，该框架没有唯一的黄金单位，即不存在单个态可通过自由操作确定性地创建所有其他态。另一方面，我们表明这些理论在态的随机操控方面允许更丰富的结构。特别地，我们确定了在真正非相干操作下纯态间转换的最优概率。尽管如此，上述限制表明任何合理强大的相干性资源理论必须包含可能在某种实验实现中创建相干性的自由操作。