Catalytic Transformation from Computationally Universal to Strictly Universal Measurement-Based Quantum Computation
本文提出一种将计算通用测量基量子计算转化为严格通用的方法，仅需将资源态中单个量子比特替换为Pauli-Y本征态，并据此证明超图态仅通过Pauli测量即可实现严格通用。
2024-07-31 quant-ph
Catalytic Transformations in Coherence Theory
本文利用催化剂概念，在单拷贝情形下为相干相对熵、形成相干和量子非相干相对熵赋予操作性意义，并证明了渐近与催化态变换之间的对应关系。
2021-12-26 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
From clocks to cloners: Catalytic transformations under covariant operations and recoverability
存在各种物理场景，其中只能实现具有某种对称性的操作。在这样的限制下，处于破胶状态的体系可以用作催化剂，例如以制备处于所需破胶状态的另一体系。这种（近似）催化态变换在以下情况下是相关的：（i）使用有界尺寸的量子时钟或参考系的状态准备，其中时钟或参考系用作催化剂，（ii）量子热力学，其中时钟也可以用作催化剂以准备包含关于系统哈密顿量的相干性的状态，以及（iii）未知量子态的克隆，其中状态的给定副本可以被解释为用于准备新副本的催化剂。利用Fawzi和Renner最近关于近似可恢复性的结果，我们证明了这种催化转化中可达到的精度可以由一个单一的函数确定，即不对称性的相对熵，它等于状态熵和其对称化版本之间的差：如果期望的状态转换不需要该量的大幅增加，则可以仅使用对称操作以高保真度来实现。在克隆者的情况下，我们对可实现保真度的下限是严格的，并且可以使用Petz恢复图来实现，有趣的是，这是Werner发现的最佳克隆图。
2016-08-25 quant-ph
Catalytic Gaussian thermal operations
我们研究的问题，在高斯热源理论的框架下，在催化剂的存在下的状态转换。为此，我们引入了一个方便的参数化的协方差矩阵的主模温度和不对称性，并考虑弱和强催化的情况。我们表明，强催化剂（其中与系统的最终相关性是禁止的）是无用的单模情况下，在他们不扩大从一个给定的初始状态，通过高斯热操作可达到的状态。然后，我们继续证明弱催化剂（允许与系统的最终相关性）反而能够达到更最终的系统状态，并确定在它们存在下单模状态转换的确切条件。接下来，我们推导出必要的条件，高斯热状态变换持有任何数量的模式，强催化剂和近似变换，以及弱催化剂，并没有添加一个热浴。我们讨论了这些结果与高斯元素的设备操作的影响。
2021-12-10 quant-ph
Comment on "Catalytic Coherence"
Aberg在最近的一封信中声称，“物理学牧师Lett。113，150402（2014）"，储层的相干性可以重复地用于执行相干操作，而不会减少这样做的功率。这一主张与量子热力学特别相关，因为正如《物理评论快报》所示。113，150402（2014）"，通过相干性锁定的潜在能量可以是可提取的，而不会产生任何额外的成本。然而，我们在这里表明，重复使用的水库给出了一个整体的一致性操作的精度降低，并必然伴随着增加的热力学成本。
2016-02-27 quant-ph
Catalysis in Action via Elementary Thermal Operations
本文在基本热操作框架下研究催化动力学，提出新工具刻画 qutrit 系统状态转换，发现小型催化剂可显著扩大可达状态集并缩小与通用热操作的差距，同时通过时间分辨演化揭示自由能交换机制。
2023-10-01 quant-ph
Experimental Catalytic Amplification of Asymmetry
本文通过实验证明，在平移不变操作下借助有限维关联催化剂，可将量子系统的不对称性放大0.0172±0.0022，展示了量子催化在量子资源理论中的应用潜力。
2024-09-12 quant-ph
Catalytic and asymptotic equivalence for quantum entanglement
本文研究量子纠缠的催化与渐近操作，证明两者对所有可蒸馏态完全等价，并发现使用纠缠催化剂无法提升渐近单态蒸馏率，突出了多拷贝相关性的关键作用。
2024-12-22 quant-ph
Correlational Resource Theory of Catalytic Quantum Randomness under Conservation Law
催化剂是帮助转化其他资源丰富的对象而不会在过程中消耗的物质。然而，它们的“催化能力”是有限的，并且可以被耗尽，这一事实往往被忽视，特别是在最近发展的利用与催化剂建立关联的量子随机性催化理论中。在这项工作中，我们建立了一个一次性催化随机性的资源理论，其中不相关性消耗在随机性的催化。我们这样做，完全特征的二分酉算子，可用于实现催化的随机性使用部分转置。通过这样做，我们发现每个催化通道都是可因子分解的，因此存在一个非催化的单位通道。我们定义了一个家庭的催化熵，量化的催化提取的熵内的量子态，并显示多少简并的量子态可以提高催化熵超过其普通熵。在此基础上，我们证明了一个随机性源实际上可以耗尽后，一定量的随机性被提取。我们将这一理论应用于守恒定律下的系统，该定律禁止某些量子态的叠加，并发现非最大混合态可以产生最大的催化熵。我们讨论了这个理论的各种主题，包括催化随机吸收，无秘密定理和多方无限催化的可能性的影响。
2021-04-01 quant-ph
Catalytic channels are the only noise-robust catalytic processes
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Nagoya University（名古屋大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）；Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）
研究证明鲁棒催化在特定量子资源理论中不可行，但热力学场景中可实现最大催化优势。
2026-01-07 quant-ph
Finite-size catalysis in quantum resource theories
University of Geneva（日内瓦大学）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）
本文研究了有限尺寸催化剂在量子资源理论中的应用，提出有限尺寸催化条件及与多份转换的联系，揭示了催化共振现象，通过纠缠和热力学资源理论示例验证了结果。
2026-03-24 physics.atom-ph quant-ph
Arbitrary Amplification of Quantum Coherence in Asymptotic and Catalytic Transformation
本文证明在渐近与催化变换两种操作设定下，任意低相干态均可任意好地转换为任意高相干态，且催化剂可将相干蒸馏速率从零提升至无限，揭示了相干资源理论区别于纠缠与量子热力学的独特性质。
2024-05-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
The power of quantum catalytic local operations
University of Geneva（日内瓦大学）；Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）；Institute of Theoretical Physics, Jagiellonian University（雅盖隆大学理论物理研究所）；Sorbonne Université, CNRS, LIP6（索邦大学、法国国家科学研究中心、LIP6实验室）
该研究探讨了量子催化在局域操作中的作用，通过引入催化局域操作（CLO）并与LOCC及有界量子通信增强的随机LOCC比较，证明这些类别不可比较，揭示了量子态变换的不同方面。
2026-09-18 math-ph math.MP quant-ph
Catalytic majorization and $\ell_p$ norms
量子信息理论中的一个重要问题是量子催化现象的数学描述：在LOCC（局域操作和经典通信）下，什么时候可以使用周围的纠缠来执行联合持有的量子态的转换？在数学上，这个问题相当于描述，对于一个固定的向量$y$，向量$x$的集合$T(y)$，使得我们对于某个$z$有$x \otimes z \prec y \otimes z$，其中$\prec$表示标准优化关系。我们的主要结果是$T(y)$在$\ell_1$范数下的闭包可以完全由$\ell_p$范数上的不等式描述：对于所有$p \geq 1$，都有$\|x\|_p \leq \|y\|_p$。这是完整描述$T(y)$本身的第一步。它也可以看作是关于酉不变范数的Ky Fan优势定理的$\ell_p$ -范数模拟。证明利用了与另一种量子现象的联系：多拷贝转换的可能性（对于给定的$n$，为$x^{\otimes n} \prec y^{\otimes n}$）。主要的新工具是一个变种的Cramér$定理的大偏差的总和i.i.d.随机变量
2007-06-18 quant-ph
Catalytic Coherence
由于能量守恒，我们不能直接把一个具有确定能量的量子系统变成不同能量的叠加。然而，如果我们能够获得具有高度相干性的系统方面的额外资源，如激光的标准模型，我们可以克服这种限制。问题是在使用时，一致性会在多大程度上退化。在这里，它表明，一致性可以变成一种催化剂，这意味着我们可以反复使用它，而不会削弱它的力量，使连贯的操作。这一发现与其他量子资源的退化形成对比，并对量子热力学产生直接影响，因为它表明可能被锁定在能量本征态叠加中的潜在能量可以被催化释放。
2014-10-20 quant-ph
Catalytic Activation of Bell Nonlocality
University of Geneva（日内瓦大学）；Sorbonne University（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）
通过催化过程，贝尔局部态可被转换为贝尔非局部态，展示了量子催化与贝尔非局域性超激活的新机制。
2026-02-10 quant-ph
Catalytic Enhancement of Coherence in Noisy Quantum Channels and Characterization of Strictly Incoherent Operations
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Sukumar Sengupta Mahavidyalaya（苏库马尔森格普塔学院）；University of Calcutta（加尔各答大学）
本文研究了在噪声量子通道中通过预处理输入态来增强输出态相干分数的可能性，并提出了严格不可约操作的必要且充分条件，为相干性操控提供了新的结构理解。
2026-05-17 quant-ph
Flexible Catalysis
University of Oxford（牛津大学）
提出灵活催化框架，允许催化剂在保持催化能力的前提下变换状态，统一了标准催化和多副本变换，并在局域酉和置换矩阵操作下实现标准催化无法达到的状态提取。
2026-06-24 quant-ph
Relative Entropy and Catalytic Relative Majorization
给定两对量子态，非对称量子化资源理论中的一个基本问题是确定是否存在一个量子信道将一对量子态转换为另一对量子态。在这项工作中，我们以这样一种方式重新构建了这个问题，即催化剂可以用来帮助进行转化，对催化剂的唯一约束是其还原状态保持不变，以便它可以再次用于帮助未来的转化。我们在这里发现，对于给定的一对态是对易的，因而是准经典的这种特殊情况，当且仅当一对态的相对熵大于另一对态的相对熵时，这种催化变换才能进行。这一结果赋予了相对熵一个基本的操作意义，超越了其传统的解释，在设置独立和相同的资源。因此，我们的发现有一个直接的应用和解释的资源理论的非对称可扩展性，我们希望它能在其他领域找到应用。
2020-09-23 cs.IT math.IT quant-ph
Catalytic Quantum Error Correction: Theory, Efficient Catalyst Preparation, and Numerical Benchmarks
QIRI (Quantum Integrated Research Institute Inc.)（量子综合研究所株式会社）
本文提出催化量子纠错（CQEC）方法，通过高效催化剂制备在无误差幅度阈值的情况下实现高保真度纠错，显著降低复制需求。
2026-07-31 quant-ph
A finite sufficient set of conditions for catalytic majorization
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；RWTH Aachen（亚琛工业大学）；University of Oxford（牛津大学）
本文推导了一组有限不等式，用于判定催化支配变换的可行性，并扩展至热力学中的催化态变换。
2025-02-27 cs.IT math.IT quant-ph
Catalytic Entropy Principles
根据热力学第二定律，熵在热统计学中具有不可避免的无序化趋势。这为具有冯诺伊曼熵的量子热统计学和具有特殊Tsallis熵的非广延量子热统计学提供了一个最小熵原理。我们在这项工作中的目标是提供一般熵测度的操作特征。我们提出的第一个统一的原则，符合第二热力学定律的广义量子熵的量子热统计和非广延量子热统计。这进一步揭示了不可逆测量过程中交叉熵最大化的热力学第二定律之外的新特征。本文的结果对于量子熵的渐近估计和不需要状态层析的普适量子源编码是有用的。它进一步应用于量子热力学中的单次态跃迁和冷却。这些结果在多体理论和长程量子信息处理中具有重要意义。
2021-04-08 quant-ph
Thermal operations from informational equilibrium
Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本文从信息平衡角度研究热操作，揭示催化通道在量子热力学中的作用及与双单位ary量子电路的关系。
2025-07-22 quant-ph
Censorship of quantum resources against catalytic account sharing
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（尼尔斯·玻尔研究所，哥本哈根大学）
本文提出了一种不依赖完美擦除的量子资源审查协议，通过阻止用户恢复原始量子态来实现审查，并探讨了其安全条件及账户共享问题。
2026-02-27 quant-ph
Self-catalytic conversion of pure quantum states
在（随机）局域操作和经典通信下的纠缠态转换允许催化现象。在这里，我们探索了初始状态本身的副本作为催化剂的可能性，我们称之为自催化过程。我们展示了自催化的明确例子。讨论了该现象发生的充分必要条件。我们用数值方法估计了它的频率，并表明增加用作催化剂的拷贝数可以增加转化的概率，但不会使该过程具有确定性。最后，我们推测，在LOCC下，发现自催化反应的概率并不随维数单调增加，而SLOCC确实增加。
2015-12-11 math-ph math.MP quant-ph
Revisiting Pure State Transformations with Zero Communication
针对零通信下双方纠缠态转换误差界限宽松的问题，推导局部酉操作及LOSR下纯态转换的最优保真度，并探讨纯态间的催化转换。
2024-10-14 quant-ph
Delocalized and Dynamical Catalytic Randomness and Information Flow
本文将催化量子随机性推广至离域动态场景，刻画可催化提取熵的条件，证明量子操作无随机性不可隐藏，并比较经典与量子信息流及语义信息的耗尽特性。
2022-06-23 quant-ph
Catalytic advantage in Otto-like two-stroke quantum engines
本文研究了在两冲程二能级系统热机中引入 $d$ 维催化剂，提出一种突破奥托效率界限的协议，在效率与功产出之间实现更有利权衡，为提升热机性能提供了新途径。
2024-01-26 quant-ph
Entanglement gain in supercatalytic state transformations
本研究引入了超催化纠缠增益作为衡量标准，探讨了在不同催化剂选择下超催化变换的性能及最大增益实现方法。
2025-11-27 quant-ph
Quantum multiparameter estimation with multi-mode photon catalysis entangled squeezed state
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；School of Information Engineering, Nanchang Hangkong University（南昌航空大学信息工程学院）；MOE Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, Shaanxi Province Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices, School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院（非平衡合成与调控凝聚态物质教育部重点实验室、陕西省量子信息与量子光电设备重点实验室））；Center for Quantum Science and Technology, Jiangxi Normal University（江西师范大学量子科学与技术中心）
本研究提出基于Fredkin门生成多模纠缠催化压缩真空态的方法，将其用于多相位同时估计，证实可提升QCRB性能且对光子损耗鲁棒性更强，可应用于量子计量多参数估计场景。
2022-10-27 quant-ph
Blind Catalytic Quantum Error Correction: Target-State Estimation and Fidelity Recovery Without A Priori Knowledge
Quantum Integrated Research Institute Inc.（量子综合研究所株式会社）
本文提出盲催化量子纠错方法，通过估计噪声输出中的目标态实现无先验知识的保真度恢复，展示了其在不同噪声通道和算法中的有效性。
2026-10-08 quant-ph
Quantum Control Theory for State Transformations: Dark States and their Enlightenment
对于许多量子信息协议，如状态传输、纠缠传输和纠缠产生，量子系统的标准可控性概念太强。我们引入了较弱的概念，可访问对，并证明了一个上限上的一对状态之间的变换的对称性的基础上实现的保真度。提出了一个大类的自旋网络，这个界限可以饱和。在这种情况下，我们将展示如何计算一个给定的激发保持演化的不可访问的暗态，并说明如何使用额外的催化激发访问其中的一些。这强调了自旋网络中状态转移的分析仅限于单激发子空间是不够的。在这些自旋网络中的一类对称性是完全特征的基本图形属性。
2010-10-05 quant-ph
PPT Entanglement with Correlated Catalysis: Monotones and Irreversibility
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）
该研究在PPT资源理论中，利用正则化PPT相对熵构造单调量，证明其完全可加且强超加性，发现关联催化无法消除混态纠缠操纵的基本限制，最优蒸馏率仍小于纠缠成本。
2026-08-21 quant-ph
Equivariant relative submajorization
我们研究了相对次优化的一个推广，它比较了一些固定群的表示空间上的正算子对。一个对等变相对次优另一个，如果有一个等变次归一化通道，采取第一对的组件，以满足类似的正性约束，在相对次优的定义。在热力学的资源理论方法的背景下，这种推广允许人们研究吉布斯保持映射的变换，这些映射另外是时间平移对称的。我们找到了催化转化存在的一个充分条件和渐近松弛的关系的表征。对于经典的和某些量子对的特征是在明确的单调量有关的三明治量子雷尼分歧。在一般的量子情形中，有关的量只是隐含地给出的。然而，我们发现了大量的单调性，提供了必要的条件，渐近或催化转化。当应用于时间平移对称映射时，这些会产生第二定律，即使在催化剂的存在下，也会限制热操作所允许的状态转换。
2021-11-04 cs.IT math.IT 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
Incoherent Operations Enable State Transformations Impossible under Dephasing-covariant Incoherent Operations
School of Information Science and Engineering, Shandong University（山东大学信息科学与工程学院）
不相干操作能够实现DIOs无法完成的状态转换，且IO单调性不足以表征SIOs下的状态转换可转换性。
2026-03-10 quant-ph
Coherence transformations in single qubit systems
我们研究了几种典型的非相干操作下的单量子比特变换，如非相干操作（IO）、严格非相干操作（SIO）、物理非相干操作（PIO）和相干保持操作（CPO）。在单量子比特系统中，IO和SIO之间建立了定量的联系。此外，这些无相干操作在单量子位系统中具有明确的层次关系：CPO $\subset$ PIO $\subset$ SIO=IO。给出了通过IO或SIO实现单量子比特变换的充要条件的一个新的显式证明，表明只需两个Kraus算符的SIO就足以实现这种变换.给出了单量子比特通过CPO和PIO的变换域。该方法通过引入变换区域的Bloch球描述，为分析单量子比特相干变换提供了一个几何说明，并告诉我们如何构造相应的无相干操作.
2017-11-15 quant-ph
One-shot Coherence Distillation with Catalysts
量子相干性源理论是量子信息科学中的一个重要课题。标准相干蒸馏和稀释问题已被深入研究。本文介绍并研究了催化剂作用下的一次同调精馏问题。为了从感兴趣的状态中提取更多的相干性，可以涉及催化系统，并且将联合自由操作应用于两个系统。在催化剂不变的情况下，联合输出态应是张量积的最大相干态，并有一定的保真度误差。我们考虑这个问题的几个不同的定义。首先，在两个系统的保真度误差都很小的情况下，我们证明了即使通过最小的自由操作类（PIO），在没有催化剂限制的情况下，任何态的相干性都是无限的，这是一种“相干盗用现象”。当催化剂的维数受到限制时，我们定义并计算了可压缩相干性的下界。最后，考虑到物理相关性，我们定义了“完美催化剂”的情况下，催化剂需要是纯的和精确不变的。有趣的是，我们表明，在这种情况下，催化剂基本上没有提供通过IO和SIO在一定的平滑限制下的纯态蒸馏的优势。我们的工作加深了对量子资源理论中催化效应的理解。
2019-06-21 quant-ph
Nonlocal Entanglement Transformations Achievable by Separable Operations
对于多体量子系统的操纵，众所周知，所有经典通信（LOCC）辅助的局部操作构成可分操作类的真子集。最近，Gheorghiu和Griffiths发现LOCC和一般的可分操作对于两体纯态之间的转换同样强大。在这封信中，我们将这种比较扩展到混合态，并表明在一般情况下，可分离操作严格强于LOCC时，将混合态转换为纯纠缠态。我们的发现的一个显着的后果是纠缠单调的存在下，可能会增加可分离操作。
2008-11-26 quant-ph
Operations with elements of transferred density matrix via unitary transformations at receiver side
利用扩展接收机的酉变换工具，对初始发送机的密度矩阵的非对角元素进行简单的运算，然后将其传递给接收机。这些行动如下：将一些矩阵元素归零，重新排列矩阵元素，并准备具有所需系数的线性组合。我们还提出了一个协议，用于解决一个系统的线性代数方程组与系统的两个方程作为一个例子。在42节点自旋1/2链的基础上，利用两个量子比特的发送器和接收器，对这种操作进行了数值模拟。
2020-05-05 quant-ph
Probabilistic Coherence Transformation Under Strictly Incoherent Operation
本研究针对严格非相干操作下的概率相干变换问题，借助优超格适配贪婪与节俭协议，发现相干增益与成功概率存在权衡，且该变换可助力相干到纠缠的转换。
2025-06-13 quant-ph
Quantum Algorithms for Matrix Operations Based on Unitary Transformations and Ancillary State Measurements
本文利用多量子比特Toffoli门和单量子比特操作，提出了行相加、行交换、迹计算和转置的量子算法，并分析了其复杂度。
2025-08-25 quant-ph
Real quantum operations and state transformations
本文研究实数量子操作下的态变换，给出充分必要条件，并针对纯态和一般态分别提供最优保真度的解析表达式与半定规划算法。
2023-10-12 quant-ph
Uniqueness of imaginarity-assisted exact transformation from real orthogonal operations to arbitrary unitary operations
NTT Communication Science Laboratories, NTT Inc.（NTT通信科学实验室）；Mitsubishi Electric Corporation（三菱电机株式会社）；NTT Research Center for Theoretical Quantum Information, NTT Inc.（NTT理论量子信息研究中心）
本文证明了虚数态|+i⟩在自由实操作下是实现量子计算通用性转换的唯一资源态，且其能赋予实操作应用非实量子门的能力。
2026-10-05 quant-ph
Quantum Circuit Implementation of Two Matrix Product Operations and Elementary Column Transformations
本文针对Hadamard积、Kronecker积和初等列变换设计了基于酉变换和辅助量子测量的高效量子电路方案，显著降低了计算深度、量子门使用量及能耗。
2025-11-04 quant-ph
Reliable entanglement transfer between pure quantum states
分析了利用局域操作实现纠缠从一个纯二分量子态到另一个纯二分量子态的可靠转移问题。结果表明，在量子比特的情况下，可以传输的量被限制为两个状态的纠缠之间的差异。在催化状态的存在下，可转移量的范围在一定程度上变宽。
2006-10-03 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
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
Entanglement transformations using separable operations
研究了通过可分操作实现二体纠缠态的确定性变换$\ketψ\longrightarrow\ketϕ$的条件。如果可分操作是具有经典通信的局部操作（LOCC），则Nielsen优控制定理提供了必要和充分条件。对于一般情况下，我们推导出一个必要条件的施密特系数的产品，这是等价于尼尔森条件时的两个因子空间是2维，但在其他方面较弱。一个含义是，如果排除$\ketψ$和的施密特系数与$\ketϕ$的施密特系数相同的情况，则没有可分离操作可以反转由另一可分离操作产生的确定性映射。在一般可分情况下的充分条件问题仍然是开放的。当$\ketψ$的Schmidt系数与$\ketϕ$的Schmidt系数相同时，我们证明了限制于$\ketψ$在因子空间上的支撑的可分变换的Kraus算子与酉成比例.当该比例保持和因子空间具有相等的维度，我们找到的条件，确定性的几个完整的施密特秩纯态$\ket{ψ_j}$的集合的转换到纯态$\ket{ϕ_j}$。
2007-09-19 quant-ph
Graph states and local unitary transformations beyond local Clifford operations
图态是可以用稳定子形式描述的量子态，在量子信息处理中起着重要的作用。我们考虑了局部酉运算对图状态和超图状态的作用。我们专注于非Clifford操作，并找到某些变换的图形描述的加权超图。这导致了超图状态的识别，这些超图状态是局部等价于图状态的。此外，我们提出了一个系统的方法来构造图的状态对，这是等价的局部酉操作，但不等价的局部Clifford操作。这产生了一个被称为LU-LC猜想的猜想的反例。到目前为止，这个猜想的唯一反例是通过随机搜索找到的。我们的方法再现了已知的最小的反例作为一种特殊情况，并提供了一个物理解释。
2017-04-12 quant-ph
Deterministic Transformations of Multipartite Entangled States with Tensor Rank 2
研究了在经典通信辅助下，仅涉及局域操作的张量秩为2的多体纠缠纯态的变换。所有必要和充分条件的可能性确定性转换真正的多部，秩2国家到对方。此外，一个链的本地操作，成功地实现了转换已被确定为所有允许的转换。识别的链有两个很好的特点：（1）每一方最多需要执行一个局部操作，（2）所有这些局部操作本身也是确定性转换。最后，它被发现，有不相交的状态，所有这些都可以被识别的一个单一的实参数，保持不变的确定性变换。
2010-01-22 quant-ph
All states are universal catalysts in quantum thermodynamics
量子催化是一个迷人的概念，它证明了某些转换只有在获得特定资源时才有可能，而这些资源必须不受影响地返回。它最初是在纠缠理论的背景下被发现的，此后被应用于许多资源理论框架，包括量子热力学。虽然在这种情况下，催化剂存在的必要条件（有时也是充分条件）是已知的，但关于转化所需的催化剂状态的精确形式几乎一无所知。特别是，不清楚它是否必须具有某些特殊属性或被微调到所需的转换。在这项工作中，我们描述了一个令人惊讶的多拷贝状态的属性：我们表明，在资源理论支配的优势，所有资源丰富的国家是催化剂，所有允许的转换。在量子热力学中，这意味着所谓的“热力学第二热力学定律“不需要微调的催化剂，而是任何状态，只要有足够多的副本，都可以作为有用的催化剂。这些分析结果伴随着几个数值研究表明，既不需要多拷贝形式，也不需要一个非常大的尺寸催化剂，以激活最允许的催化转化。
2021-02-25 quant-ph
Comparison of Controlled-Z operation and beam-splitter transformation for generation of squeezed Fock states by measurement
该研究对比了利用分束器与受控Z操作从双模纠缠高斯态减光子产生压缩Fock态的两种方案，分析了变换特性、能耗资源需求及实验缺陷的影响。
2024-10-10 quant-ph
