Reversible transformations from pure to mixed states, and the unique measure of information
从纯态到混合态的转变通常伴随着信息损失和不可逆性。在这里，一个协议证明允许一个使这些转换可逆。纯态被随机噪声源稀释。使用该协议，可以研究状态之间的最佳转换，并从中获得唯一的信息度量。这是比较不可逆的转换，其中一个没有访问噪声。这里提出的想法揭示了一些试图理解纠缠操纵和不可避免的不可逆性遇到那里，人们发现，混合状态可以包含“绑定纠缠”。
2003-03-12 quant-ph
Conditions for entanglement transformation between a class of multipartite pure states with generalized Schmidt decompositions
本文将Nielsen关于二体纯态可转换性的Marjoization判据[Phys.Rev.Lett \textbf{83}，436（1999）]推广到一类具有广义Schmidt分解的多体纯态。
2007-10-08 quant-ph
Approximate transformations and robust manipulation of bipartite pure state entanglement
我们分析了纯纠缠量子态通过局域操作和经典通信的近似变换，找到了优化变换保真度的显式变换策略。这些结果使我们能够通过初始共享的部分纠缠纯态来确定最忠实的隐形传态策略。他们还表明，纠缠操纵的程序，如纠缠催化[乔纳森和Plenio，物理Rev.Lett。83，3566（1999）]对所涉及的状态的扰动是鲁棒的，并且激发了非局域保真度的概念，其量化了两个量子态的纠缠特性的差异。
1999-10-26 quant-ph
Entanglement transformations of pure Gaussian states
我们提出了一个高斯纯态与局域高斯操作的纠缠变换和经典通信的理论。这是实验上可实现的一组操作，可以用光学元件实现，如分束器，相移和挤压器，以及零差测量。我们给出了一个简单的充要条件，证明了将一个纯二分高斯态变换成另一个纯二分高斯态的可能性。我们对比我们的标准与什么是可能的，如果一般的本地操作可用。
2003-01-09 quant-ph
General entanglement-assisted transformation for bipartite pure quantum states
我们介绍了在局域操作和经典通信下纯纠缠变换的一般催化剂，我们忽略了催化剂本身的纠缠的利润和损失。因此，纯纠缠变换的可能性大大扩展。值得注意的是，我们发现了一个有趣的现象，在某些情况下，不可比对${| ψ> ,| ϕ> \} $和${| χ> ,| χ^{\prime}> \} $可以互相帮助，从而实现转换$| ψ> | χ> \to| ϕ> | χ^{\prime}>$。我们还设计了一个有效的算法来检测是否存在一个$k\times k$一般的催化剂为一个给定的纠缠变换。该算法也可以用来证明标准催化剂的存在。
2006-12-22 quant-ph
Transformations among Pure Multipartite Entangled States via Local Operations Are Almost Never Possible
经典通信辅助的局域操作构成了纠缠理论中的自由操作。因此，确定LOCC变换对于理解纠缠是至关重要的。在这里，我们几乎所有的LOCC纯多体多级状态之间的转换的特点。结合Gour \emph{et al.} [J. Math. Phys. 58，092204（2017）]所示的量子比特态的类似结果，这给出了多体纯态之间几乎所有局部变换的表征。我们表明，通用的，完全纠缠，纯态之间的非平凡LOCC变换几乎是不可能的。因此，几乎所有的多部国家都是孤立的。它们既不能通过局域操作从局域幺正不等价（LU-不等价）态确定性地获得，也不能确定性地转化为纯的、完全纠缠的LU-不等价态。为了得到这个结果，我们证明了一个更一般的说法，即，一般来说，一个国家拥有没有非平凡的局部对称性。我们讨论了进一步的后果，这一结果的表征的最佳，概率单拷贝和概率多拷贝LOCC变换和表征的LU-等价类的多体纯态。
2018-07-11 quant-ph
Quantum Operations, State Transformations and Probabilities
在量子运算中，概率既表示状态转换的成功程度，又表示最终状态的混合程度（作为密度算符本征值）。我们给出了一个统一的治疗纯到纯的状态转换，包括概率和确定性的情况下。然后，我们讨论的作用，在描述量子操作中的混合动力学的优势。导出了所有初态混合增强的条件。我们发现，混合是单调递减的确定性纯到纯的转换，并讨论这些转换和确定性LOCC纠缠转换之间的关系。
2001-09-17 quant-ph
Deterministic LOCC transformation of three-qubit pure states and entanglement transfer
给出了三量子比特纯态确定性局域操作和经典通信（LOCC）变换可能性的一个充要条件。该条件表明，三量子比特纯态是一个由五个已知的纠缠参数和一个新的参数所参数化的偏序集，这五个参数分别是文献[18]中的共点$C_{AB}$、$C_{AC}$、$C_{BC}$、纠缠$τ_{ABC}$和第五个参数$J_{5}$，而另一个新的参数是纠缠荷$Q_{e}$ .偏序集的阶由从一个状态到另一个状态的确定性LOCC变换的可能性定义。从这个意义上说，目前的条件是尼尔森工作的扩展[20]到三量子比特纯态。我们还阐明了由确定性LOCC变换引起的纠缠的转移和耗散规律。此外，给出了三量子比特纯态间任意确定性LOCC变换的最小测量次数。
2012-12-05 quant-ph
Entanglement transformation between sets of bipartite pure quantum states using local operations
Alice和Bob从一组纯量子态中选择一个未知的初始态。它们的任务是仅使用局部操作将初始状态转换为相应的最终纯状态。我们证明了这种转换存在的充分必要条件。我们还提供了有效的算法，可以快速排除的可能性，一组初始状态转换为一组最终状态。
2012-10-13 quant-ph
Relation Between Catalyst-assisted Entanglement Transformation and Multiple-copy Transformation
我们证明了在某些情况下，催化剂辅助的纠缠变换不能通过纯态的多拷贝变换来实现。这一事实与我们在[R. Y. Duan，Y. Feng，X. Li，和M。S. Ying，Phys.Rev.A71，042319（2005）]，后者可以完全由前者实施，表明催化剂辅助转化严格地比多拷贝转化更强大。然而，对于纯概率的情形，我们发现这两种变换在几何上是等价的，即无论使用催化剂辅助变换还是多拷贝变换，能以不小于给定值的最大概率转换成给定纯态的纯态集合都具有相同的闭包。
2006-10-17 quant-ph
The relation between tangle and local unitary invariants for pure three and four-qubit states
给出了一种新形式的多比特态局域幺正变换不变量。给出了纯三比特和纯四比特态的LU变换不变量与纠缠之间的一般关系。我们发现，缠结实际上是一个特殊的LU变换不变量。此外，纠缠度是一个重要的局域么正变换不变量，是实现最大多比特纠缠态的必要条件。
2014-04-19 quant-ph
The MES of tripartite qutrit states and pure state separable transformations which are not possible via LOCC
纠缠是克服经典通信辅助局部操作（LOCC）限制的资源。态的最大纠缠集（MES）是n体纯态的最小集合，它具有这样的性质：任何真正的n体纠缠纯态都可以通过LOCC从该集合中的某个态确定性地获得。因此，这个集合包含了对应用程序最有用的状态。在这项工作中，我们的特点一般的三个qutrit状态的MES。此外，我们分析了通用的三quutrit状态下LOCC变换可达（和可转换）。为此，我们通过可分离操作（SEP），一类严格大于LOCC的操作研究可达性。有趣的是，我们确定了一个家庭的纯态，可以确定性地通过SEP，但不是通过LOCC。据我们所知，这些是第一个可以通过SEP而不是通过LOCC实现的纯态转换的例子。
2015-11-10 quant-ph
Physical accessible transformations on a finite number of quantum states
我们考虑在一个统一的框架下处理常见的概率克隆、状态分离、明确的状态判别、\emph{etc}。所有这些变换都可以看作是有限个输入态上广义完全正迹非增映射的特例。从系统-附属模型出发，构造了全系统中纯$\to$纯、纯$\to$混合、混合$\to$纯、混合$\to$混合态变换的相应幺正实现，并得到了所需映射存在的充要条件.我们希望我们的工作将有助于探索我们可以做一个有限的输入状态集。
2006-11-09 quant-ph
Catalytic Transformations of Pure Entangled States
纯态的量子纠缠通常通过约化态的纠缠熵，即冯诺伊曼熵来量化。纠缠熵与纠缠蒸馏密切相关，纠缠蒸馏是将量子态转换为单态的过程，然后可以用于各种量子技术任务。纠缠熵和纠缠蒸馏之间的关系仅在渐近条件下才被发现，而单拷贝条件下的纠缠熵的意义至今仍是开放的。在这里，我们通过考虑纠缠催化来缩小这一差距。我们证明了纠缠熵完全表征了纠缠催化剂存在下的状态转换。我们的结果意味着，纠缠熵量化的纠缠量可用于量子信息处理的两体纯态，给渐近结果的操作意义，也在单副本设置。
2021-09-16 quant-ph
Local Deterministic Transformations of Three-Qubit Pure States
研究了三量子比特纯态的确定性LOCC变换的性质。我们表明，在GHZ类中的状态集打破成一个无限多的不相交的类下这种类型的变换。这些类的特征在于在这些变换下不变的量的值，并且根据特定标准形式的系数来定义，其中只有GHZ类中的状态可以表示。这个不变量也对作为确定性协议的一部分的任何POVM施加了强约束。我们还考虑了由局部2-结果POVM生成的变换，并研究了在什么条件下它是确定性的，即，这两个结果是同一个轨道。我们证明，对于真实的状态，总是有可能找到这样的POVM，我们讨论的分析和数值证据表明，这一结果也适用于复杂的状态。我们研究了当一方或多方连续应用几个确定性POVM时在轨道空间中产生的变换，并使用这些结果给出了可以从GHZ状态以概率1获得的真实状态的完整表征。
2001-10-31 quant-ph
Approximate transformations of bipartite pure-state entanglement from the majorization lattice
利用\textit{local operations and classical communication}（LOCC）研究了\textit{initial}纯纠缠量子态$|ψ\rangle$到\textit{target}纯纠缠量子态$|ϕ\rangle$的确定性变换问题.一个著名的结果尼尔森[物理。\textbf{83}，436（1999）]给出了使这种纠缠变换过程成为可能的充分必要条件。实际上，当且仅当优序关系$ψ\prec ϕ$成立时，才能实现该过程，其中$ψ$和$ϕ$分别是通过对初始状态和目标状态的施密特系数取平方而获得的概率向量。一般来说，这个条件是不满足的。然而，我们可以寻找\textit{approximate}纠缠变换。Vidal \textit{et. al} [Phys.Rev.A \textbf{62}，012304（2000）]提出了使用LOCC的确定性变换，以便获得在它们之间的最大保真度方面最接近于$|ϕ\rangle$的目标状态$|χ^\mathrm{opt}\rangle$。在这里，我们展示了一种策略来处理基于\textit{majorization lattice}的属性的近似纠缠变换。更确切地说，我们提出了近似的目标状态的施密特系数给出的上确界之间的$ψ$和$ϕ$。我们的建议的灵感来自观察，保真度不尊重一般的优势关系。值得注意的是，我们发现，对…
2017-01-11 quant-ph
Entanglement manipulation of multipartite pure states with finite rounds of classical communication
我们研究了C语言中基于多轮经典通信（$LOCC_{\mathbb{N}}$）的局部操作的纯状态变换。Spee，J.I. de Vicente，D.绍尔温湾Kraus，arXiv：1606.04418（2016）.在这里，我们首先提出的一些证明的细节，并通过$LOCC_{\mathbb{N}}$，这需要一个概率的步骤，推广建设的状态转换的例子。然而，我们也提出了明确的SLOCC类的例子，其中任何可分离的转换可以实现的协议，其中每一步都是确定性的（所有-det- $LOCC_{\mathbb{N}}$）。这样的变换可以被认为是二分变换的自然推广。此外，我们提供了纯状态转换的例子，这是可能的，通过可分离的转换，但不是通过$LOCC_{\mathbb{N}}$。我们还分析了一个有趣的真正多方效应，我们称之为锁定或解锁其他各方的权力。这意味着一方可以阻止或允许其他方实施LOCC转换。此外，我们研究了限制在$LOCC_{\mathbb{N}}$的最大纠缠集，并展示了如何容易计算的限制$LOCC_{\mathbb{N}}$的一些纠缠措施的界限可以得到。
2017-01-31 quant-ph
The Power of LOCCq State Transformations
纠缠非增操作下的可逆态变换产生了纠缠度量。众所周知，要得到一个简单的两体纯态纠缠的操作度量，需要用到渐近局域操作和经典通信。对于二分混合态和多分纯态，可能需要更强大的运算类。为此，\cite{BPRST01}定义了更强大版本的状态变换（或可约性），即LOCCq（具有次线性量子通信量的渐近LOCC）和CLOCC（具有催化作用的渐近LOCC）。在本文中，我们表明，{ \em LOCC状态转换是唯一的强大的渐近LOCC状态转换}的多体纯态。我们首先将纠缠赌博的概念从两方推广到多方：任何纯的多方纠缠态都可以转化为一个由某对当事人共享的EPR对，并且任何不可约的$m$ $(m\ge 2)$当事人纯态都可以用来创建任何其他状态（纯态或混合态），只使用本地操作和经典通信（LOCC）。然后我们使用这个工具来证明结果。我们提到了一些应用程序的多体纠缠赌博多体可分割性和多体最小纠缠生成集的特征。最后，我们讨论了推广这一结果的混合状态，通过定义类的{ \em猫可分解的状态}。
2002-12-17 quant-ph
Entangled pure state transformations via local operations assisted by finitely many rounds of classical communication
我们考虑一般的纯$n$ -量子比特状态和任意维度和任意多个子系统的一般类纯状态。我们描述了这些状态，可以达到从其他一些状态通过本地操作辅助的多轮经典通信（$LOCC_{\mathbb{N}}$）。对于具有$n>3$的$n$量子比特，我们证明了这组状态的测度为零，这意味着如果限制到$LOCC_{\mathbb{N}}$的实际情况，最大纠缠集一般是满测度的。此外，我们确定了一类状态，任何$LOCC_{\mathbb{N}}$协议可以实现通过串联的确定性步骤。然而，我们发现，在一般情况下存在的状态转换，需要一个概率的步骤内的协议，这突出了两部和多部LOCC之间的差异。
2017-01-31 quant-ph
Pure State Tomography with Fourier Transformation
从量子器件中提取信息一直是量子力学领域的一个重要问题。量子态层析术是量子科学与技术中的一种重要的基本工具，通过精细的测量，可以完全确定未知的量子态。在本研究中，我们探索了直接唯一确定多量子比特纯量子态的方法。提出了两种自适应协议，并给出了各自的量子线路。在这里，两个或三个观测量是足够的，而测量结果的数量是相同的或少于现有方法。此外，在IBM 5-qubit量子计算机上的实验以及数值研究证明了所提出的协议的可行性。
2022-06-23 quant-ph
Two-qubit catalysis in a four-state pure bipartite system
我们考虑一个四态纯二分系统，它由使用相同施密特基的两方共享的四个量子比特组成，每方两个量子比特。在某些情况下，两个已知的纯态之间的转换可能不可能使用LOCC转换，但可以通过添加双量子位催化剂来实现。我们提供了一个必要和充分的条件，使这发生。
2001-02-12 quant-ph
Pure State Transformations under Block Coherence
Sukumar Sengupta Mahavidyalaya（苏库马尔·森古普塔学院）；University of Calcutta（加尔各答大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
研究在物理块非相干操作(PBIO)、严格块非相干操作(SBIO)和块退相协变非相干操作(BDCO)下，确定性纯态转换的条件，并证明PBIO下需块非相干酉变换，SBIO和BDCO下由块概率向量的优超关系完全刻画。
2026-05-28 quant-ph
Pure-state transformations and catalysis under operations that completely preserve positivity of partial transpose
出于希望更好地了解类的量子操作的二分系统，保持积极的部分转置（PPT操作）和它的关系的类LOCC（本地操作和经典通信），我们提出了一些结果确定性的二分纯态变换的PPT操作。限制我们的注意力的情况下，我们开始的秩K最大纠缠态，我们给出了一个必要条件，将其转化为一个给定的纯态，我们表明，这也是充分的，当K是2和最终的状态有施密特秩三。我们表明，它是足够的所有K和所有最终状态提供了一个猜想，关于某个家庭的半定方案是真的。我们还证明了PPT操作下可以发生催化现象，并且与LOCC催化不同，最大纠缠态可以是催化剂。最后，给出了在最大纠缠催化剂的辅助下，通过PPT操作将K阶最大纠缠态转变为任意纯态的充要条件.
2008-10-26 quant-ph
Insufficiency of Pure-State Ensembles in Characterizing Transformations of Entangled States under LOCC
School of Information Science and Engineering, Shandong University（山东大学信息科学与工程学院）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
本文指出纯态集合的性质不足以确定LOCC下混合纠缠态的转换条件，反驳了基于纯态集合性质推断混合态转换可能性的假设。
2025-12-25 quant-ph
Deterministic transformations of multilevel coherent states under incoherence-preserving operations
量子相干性是由量子态的“叠加”而产生的，它广泛应用于各种信息处理任务中。近年来，多能级量子相干性的资源理论引起了人们的广泛关注。本文主要研究在多层相干理论框架下，通过自由操作实现的资源纯态的确定性变换。我们证明了任意两个多电平相干源纯态可以通过一个完全正的迹非增的$k$相干保持映射以非零概率相互转换。同时，我们给出了在$k$相干保持操作下，两个多级相干资源纯态相互转换的条件。此外，我们还得到在多级相干的资源论框架中，没有资源态是孤立的，即给定一个多级相干纯态$|ψ\rangle$，存在另一个多级相干纯态$|ϕ\rangle$和一个$k$ -相干保持操作$Λ_k$，使得$Λ_k(|ϕ\rangle)=|ψ\rangle$ .
2021-01-13 quant-ph
LOCC protocols for entanglement transformations
通过局域操作和经典通信，我们构造了实现两体纯态的概率性和确定性纠缠变换的协议。本文给出了一个关于纯压缩变换的新条件。
2002-09-27 quant-ph
Deterministic transformations of bipartite pure states
我们提出了一个明确的协议，确定性变换的二分纯态在任何维度使用确定性变换在较低的维度。作为一个例子，给出了$3\otimes 3$纯态单次测量确定性变换的显式解，并给出了$n\otimes n$纯态三次测量确定性变换的显式协议.
2014-12-05 math-ph math.MP quant-ph
On the existence of physical transformations between sets of quantum states
令A = {rho_1，.，rho_n}是给定的一组量子态。我们考虑在另一个集合B = {sigma_1，...，sigma_n}，其保证对于所有i都存在取rho_i到sigma_i的物理变换。当两个集合都包含纯态时，乌尔曼给出了一个优雅的条件。我们给出了这个条件的一个简单的证明，并得出了一些结论。然后，我们考虑多个概率之间的转换集的纯状态，从而导致的条件之间的可变换性问题的A和B时，一组是纯的，其他是任意的。
2003-07-30 quant-ph
Teleportation Scheme of S-level Quantum Pure States by Two-level EPRs
一个粒子的任意但确定的S能级的未知量子纯态可以通过二能级EPR转移到一组相距遥远的二能级粒子上，这个二能级EPR的数目与该组粒子的数目一样多。我们构造了这样一种隐形传态，它的实现需要对s能级粒子和EPR一端的所有二能级粒子组成的量子系统进行非定域么正变换，并对系统中所有单粒子进行测量。两个以上粒子的幺正变换也被写成两体幺正变换的乘积形式。
2000-04-25 quant-ph
Multi-copy and stochastic transformation of multipartite pure states
描述多体纠缠态的变换和分类是量子信息中的一个基本问题。我们研究了两个最常见的环境下，本地操作和经典通信（LOCC），随机LOCC和两个更一般的环境下，多拷贝LOCC（MCLOCC）和多拷贝SLOCC（MCSLOCC）的问题。我们证明了在LOCC和SLOCC下的两个可变换多体态在MCLOCC和MCSLOCC下也是可变换的。此外，这两个环境是等价的，在MCLOCC下的两个可变换状态在MCSLOCC下也是可变换的，反之亦然。在此基础上，我们将多体纯态划分为若干个不等价的集合和轨道，并在这些集合和轨道之间建立偏序关系来决定它们的变换。特别是，我们调查的结构SLOCC等效态的张量秩，这是已知的广义施密特秩。在给定张量秩的情况下，我们证明了GHZ态可以用来生成所有在SLOCC下张量秩较小或相等的态，以及所有在LOCC下基数小于或等于张量秩的约化可分态.利用这些概念，我们推广了多体系统中的“最大纠缠态”概念。
2010-12-20 quant-ph
Mean-squared-error-based adaptive estimation of pure quantum states and unitary transformations
本文提出了一种高精度估计单量子点纯量子态的方法。我们的方法是基于最小化的平方误差之间的复杂的概率幅的未知状态和它的估计。我们通过数值实验表明，本方法的估计精度，这是由估计的样本空间上的平方误差的期望，是状态无关的。此外，我们的方法提供的估计精度接近两倍的吉尔-马萨下限，这代表了最好的可实现的精度，为所有检查的尺寸。最小化问题是通过级联的复杂的同时扰动近似，一个迭代的随机优化方法，在该领域内的复数，和极大似然估计，一个众所周知的统计推断方法。这可以在多臂干涉仪阵列的帮助下进行。在单个量子比特的情况下，马赫-曾德尔干涉仪就足够了。我们还表明，我们的估计过程可以很容易地扩展到估计未知的酉变换作用于一个单一的qudit。因此，酉变换的估计实现了比基于混合状态的层析成像方法的处理所实现的精度更高的精度。
2021-07-13 quant-ph
Tripartite to Bipartite Entanglement Transformations and Polynomial Identity Testing
考虑了通过局域量子操作和经典通信能否以非零的成功概率将一个给定的三方纠缠纯态转换成一个给定的两方纠缠纯态的问题。我们表明，这个问题是等同于著名的计算问题，决定如果一个多元多项式是同为零。因此，有效的随机算法研究后者可以应用于问题的三方二分纠缠变换。
2009-08-04 quant-ph
Approximate and ensemble local entanglement transformations for multipartite states
针对多体纯态在 LOCC 下通常孤立的问题，本文研究近似 LOCC 变换，证明纯态、有限轮协议及 SLOCC 类内系综变换的充分性，并揭示多体情形中近似变换层级不会坍缩。
2023-07-11 quant-ph
Entanglement-assisted local manipulation of pure quantum states
我们证明了在某些纠缠态的存在下，复合量子系统的局域变换可以得到增强。这些额外的状态就像化学反应中的催化剂：它们允许实现不可能的局部变换，而不会以任何方式消耗。特别是，我们表明，这种效果可以大大提高效率的纠缠浓度程序的有限状态。
1999-12-06 quant-ph
Deterministic transformations of three-qubit entangled pure states
三量子比特系统的态分裂成两种不等价的真正的三方纠缠，即Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）型和$W$型。属于这些类之一的状态只能通过局部操作和经典通信随机转换为同一类中的状态。我们提供了局域量子操作，包括最一般的两个结果的测量运营商，为三个量子比特的纯态的确定性变换，其中的初始和目标状态是在同一类。我们探索这些转换，最初有标准的GHZ和标准的$W$状态下，由一个单一的一方和$p$（$p=2,3$）各方（先后）进行的本地测量操作。我们发现了一个值得注意的结果，即标准GHZ态不能确定性地转化为GHZ型态，在这种态中，所有的二体纠缠都是非零的，即，当目标状态具有至少一个消失的二部并发时，可以以单位概率实现变换。
2019-08-16 math-ph math.MP quant-ph
Mixed states for reference frames transformations
Università di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
研究参考框架变换中纯态与混合态的区别，探讨在Galilei变换框架下系统状态在不同参考框架下的纯度与混合性变化，以及热态与温度的关系。
2026-03-22 hep-th math-ph math.GR
