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$一般的催化剂为一个给定的纠缠变换。该算法也可以用来证明标准催化剂的存在。
2006-12-22 quant-ph
Equivalence of Discrete and Continuous Otto-Like Engines assisted by Catalysts: Mapping Catalytic Advantages from the Discrete to the Continuous Framework
University of Gdańsk（格但斯克大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本研究针对离散催化类奥托引擎实验实现难的问题，通过将离散过程映射为连续哈密顿量与耗散模型，建立了离散与连续催化热机的等价性，构建了对应催化方案的连续机器并验证了其催化增强效应。
2025-10-28 quant-ph
Robustness of quantum data hiding against entangled catalysts and memory
本文研究量子数据隐藏在催化剂和量子记忆辅助下的鲁棒性，证明可分隐藏态不受这些资源影响，而某些纠缠态可被量子记忆几乎完美区分。
2025-11-06 quant-ph
Catalyzed entanglement concentration of qubit pairs
我们解析地得到了通过纠缠辅助的局域操作和经典通信将任意两量子比特纯态的有限个拷贝转换为最大纠缠两量子比特纯态的单个拷贝的最大概率。我们证明了这种转变的最佳催化剂总是比初始状态更纠缠，但任何两个量子比特状态都可以充当（非最佳）催化剂。有趣的是，最佳两量子比特催化剂态的纠缠度随着初始态的纠缠度而减小。讨论了利用纠缠辅助获得多个Bell态的策略。
2020-07-20 quant-ph
Necessary conditions on entanglement catalysts
给定一个纯状态转换$ψ\mapstoϕ$限制到纠缠辅助本地操作与经典通信，我们确定了一个下限的催化剂的尺寸允许这种转变。我们的界限是用广义并发单调来表示的（两个量子位的通常并发就是这样的单调）。我们还提供了工具，用于推导纯态转化催化剂的进一步条件。
2009-04-14 quant-ph
Entanglement-assisted transformation is asymptotically equivalent to multiple-copy transformation
我们证明了两种操纵量子纠缠的方法，即纠缠辅助局域变换[D. Jonathan和M. B. Plenio，Phys. Rev. Lett. { \bf 83}，3566（1999）]和多拷贝转化[S. Bandyopadhyay、V. Roychowdhury和U. Sen，Phys.Rev.A { \bf 65}，052315（2002）]中描述的方法是等效的，因为它们可以渐近地模拟彼此的能力，以相同的最佳成功概率实现从给定源状态到另一给定目标状态的期望变换。因此，这产生了一个可行的方法来评估的最佳转换概率的纠缠辅助转换。
2005-08-31 quant-ph
Multiple-copy entanglement transformation and entanglement catalysis
我们证明了任何多拷贝纠缠变换[S. Bandyopadhyay、V. Roychowdhury和U. Sen，Phys.Rev.A \textbf{65}，052315（2002）]可以通过合适的纠缠辅助局部变换来实现[D. Jonathan和M. B. Plenio，Phys. Rev. Lett. \textbf{83}，3566（1999）]。此外，我们还证明了多拷贝纠缠变换与纠缠辅助纠缠变换的结合仍然等价于单纯的纠缠辅助纠缠变换。然后仔细研究了多拷贝纠缠变换的数学结构。给出了多拷贝纠缠变换的许多有趣的性质，这些性质与纠缠辅助纠缠变换所满足的性质完全一致。最有趣的是，我们表明，任意大数量的副本的状态应考虑在多副本纠缠变换。
2005-04-13 quant-ph
Entanglement battery and entanglement catalyst in local state discrimination problems
VIT-AP University（VIT-AP大学）；Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所在）
该研究探讨局域态鉴别中纠缠电池与纠缠催化剂的优劣，明确精确情形下完美鉴别正交双体纠缠纯态的条件，构造实例证明其优势，发现近似工具在特定局域态鉴别中作用显著。
2026-08-20 quant-ph
Efficient entanglement-assisted discrimination of a class of many-copy indistinguishable sets
本文研究含不可扩展乘积基态与纯纠缠态的多拷贝局部不可区分集合，利用低代价 Schmidt 秩纠缠构造高效区分协议，建立局部不可区分性层级并提出安全信息锁定方案。
2025-09-08 quant-ph
Necessary conditions on effective quantum entanglement catalysts
量子催化变换在局域操作和经典通信下的量子纠缠态变换中起着重要作用。催化转化中的关键问题是催化态的存在性和有界性。基于纠缠源态和纠缠目标态的施密特系数给出的一组点，我们给出了催化态的必要条件。还研究了催化态维数的下界。此外，我们给出了一个详细的纠缠辅助LOCC下的量子混合态变换方案。
2021-10-29 quant-ph
Correlation in Catalysts Enables Arbitrary Manipulation of Quantum Coherence
量子资源操纵可能包括一个称为催化剂的辅助状态，它有助于转换，同时在最后恢复其原始形式，并且表征催化剂所实现的增强对于揭示感兴趣的宝贵资源量的最终可操纵性至关重要。在这里，我们表明，允许多个催化剂之间的相关性可以提供任意功率的量子相干性的操纵。我们证明，任何状态转换可以完成一个任意小的误差与催化剂的协变操作，可能会创建一个相关性，同时保持其边缘状态完好。这就提出了一种新的类盗用现象，其中资源盗用归因于多个催化剂之间产生的相关性。我们将我们的分析扩展到一般的资源理论，并提供了条件，可行的转换，涉及相关的催化剂的协助下，把一个严格的限制其他量子资源显示这种异常增强，以及表征可实现的转换，其渐近状态转换。我们的研究结果不仅提供了一个总体概述的权力相关的催化剂，但也朝着完整的表征资源的可转化性在量子热力学与相关催化剂的一步。
2022-06-14 quant-ph
Bounds On Entanglement Catalysts
给定一个有限维的纯态变换限制的纠缠辅助本地操作和经典通信（CNOCC），我们推导出的最小和最大的界限上的纠缠的辅助催化剂，允许这种转变。这些界限是不平凡的，即使当施密特数的原始和辅助状态变得很大。我们确定了一个下限的催化剂的尺寸，允许一个特定的CO2-CC变换。随着这些界限，我们提出了进一步的限制，通过确定的施密特系数的目标状态的Schmidt变换。此外，提供了示出具有多个范围的潜在辅助状态的量子位WCC变换的存在的示例。这个例子揭示了在寻找严格的BICC变换边界时的一些额外困难，即使是在量子位的情况下。最后，将本文中的界限与之前发现的界限进行了比较。
2019-05-06 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
Basic limitations for entanglement catalysis
本文总结了在纠缠辅助的LQCC（ELQCC）下，不可比态可以被催化的必要条件。当我们把纠缠变换的条件推广到纠缠辅助的局域操纵时，我们得到了纠缠催化剂的一个基本极限。并对有关问题进行了讨论。
2000-04-30 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
Incompatibility assisted Zeno-like confinement enables unbounded sharing of nonlocality
International Institute of Information Technology, Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）；International Iberian Nanotechnology Laboratory（伊比利亚纳米技术实验室）
研究无界数量副本顺序共享贝尔非局域性的条件，通过不相容测量提取非局域性，后处理态保持非局域，建立两种测量场景下初始态和测量噪声选择的约束，证明渐近极限下副本后处理态近似相同。
2026-07-07 quant-ph
Optimal local preparation of an arbitrary mixed state of two qubits. Closed expression for the single copy case
本文考虑了从纠缠纯态$ψ$出发，仅利用局域操作和经典通信辅助，制备任意两比特混合态$ρ$的{ \em single}拷贝的问题.我们给出了所需最小纯态纠缠量的解析表达式，并描述了相应的局域策略。我们还研究了最佳概率概括的前一个过程。
2000-03-01 quant-ph
No-go theorem for entanglement distillation using catalysis
本文证明催化辅助无法从正偏置转置束缚纠缠态中蒸馏纠缠，从而排除催化使纠缠理论渐近可逆的可能，并给出关联催化剂辅助下的新渐近界。
2024-05-03 quant-ph
Catalytic Transformations of Pure Entangled States
纯态的量子纠缠通常通过约化态的纠缠熵，即冯诺伊曼熵来量化。纠缠熵与纠缠蒸馏密切相关，纠缠蒸馏是将量子态转换为单态的过程，然后可以用于各种量子技术任务。纠缠熵和纠缠蒸馏之间的关系仅在渐近条件下才被发现，而单拷贝条件下的纠缠熵的意义至今仍是开放的。在这里，我们通过考虑纠缠催化来缩小这一差距。我们证明了纠缠熵完全表征了纠缠催化剂存在下的状态转换。我们的结果意味着，纠缠熵量化的纠缠量可用于量子信息处理的两体纯态，给渐近结果的操作意义，也在单副本设置。
2021-09-16 quant-ph
Finite-size catalysis in quantum resource theories
University of Geneva（日内瓦大学）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）
本文研究了有限尺寸催化剂在量子资源理论中的应用，提出有限尺寸催化条件及与多份转换的联系，揭示了催化共振现象，通过纠缠和热力学资源理论示例验证了结果。
2026-03-24 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement catalysis for quantum states and noisy channels
本工作研究了纠缠催化在量子通信中的作用，证明了双方纯态变换中通用催化剂的存在，并开发了有噪量子信道辅助下估计单重态数量的方法，导出了单次使用信道建立最大单重态的最优协议。
2024-02-23 quant-ph
Coordinately Assisted Distillation of Quantum Coherence in Multipartite System
我们调查的问题，辅助相干蒸馏的渐近极限（考虑无限副本的资源状态），通过协调执行相同的本地操作的辅助系统的每个副本。当我们进一步将坐标运算限制为投影测量时，蒸馏过程被分支成许多子过程。最后，给出了辅助相干度为剩余态的最大平均相干度的简单公式。该公式为辅助相干蒸馏的实验研究提供了可能和方便，尤其适用于体系及其辅助物处于混合态的情况。利用该公式，我们首次研究了多体系统中的辅助相干蒸馏。利用类单偶不等式来约束辅助相干在子系统中的分布。以三量子比特系统为例，我们在实验上制备了两种三重关联态，在线性光学系统中对$W$型和GHZ型态进行了实验研究，并对辅助相干蒸馏进行了实验探索。理论和实验结果很好地验证了我们给出的分布不等式。三个措施的多体量子关联也被认为是。揭示了辅助相干提取与真实多体关联之间的密切关系。
2022-02-07 quant-ph
High performance entanglement-assisted quantum LDPC codes need little entanglement
虽然纠缠辅助形式提供了经典线性码和纠缠辅助量子纠错码（EAQECC）之间的普遍联系，但在构造EAQECC时需要保持大量的纯最大纠缠态是其应用的一个实际障碍。我们还指出，纠缠辅助形式主义转换那些好的经典码的力量来自于对最大纠缠态的大量消耗。我们表明，上述猜想是错误的，提供家庭的EAQECC的纠缠消耗率，线性减少的代码长度的函数。值得注意的是，本文构造的两类EAQECC无论码长多大，都只需要一个最大纠缠态的拷贝。这些家庭的EAQECC构造从经典的有限几何LDPC码的表现非常好，根据我们的数值模拟。我们的工作表明，EAQECCs不仅在理论上是有趣的，而且物理上可实现的。最后，这些具有低纠缠消耗率的高性能纠缠辅助LDPC码允许构造具有非常相似的参数的高性能标准QECC。
2011-03-28 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
Superadditivity for Entanglement-Assisted Communication
National Taiwan University（台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；Hon Hai (Foxconn) Quantum Computing Center（鸿海（富士康）量子计算中心）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
研究纠缠辅助通信中，虽跨信道使用相关性不提升最终速率，但能增强可靠性。通过证明Petz-Rényi信道信息对特定α严格超可加，实现纠缠辅助随机编码错误指数多副本增强，且无需传输系统间纠缠。
2026-07-17 cs.IT math-ph math.IT
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
Four qubits can be entangled in nine different ways
我们考虑一个单一副本的纯四分态量子比特和研究其行为的作用下的随机局域量子操作辅助经典通信（SLOCC）。这导致了四量子比特的纯态的所有不同类别的完整分类。结果表明，存在九个家庭的状态对应于九种不同的方式纠缠四个量子比特。类属族中的态产生类GHZ纠缠。其他的基本上包含2或3个量子比特的纠缠分布在四方之间。将纠缠和3-纠缠的概念推广到4比特混合态的情形，得到了一个7参数的纠缠单调族。最后，SLOCC操作最大化所有这些纠缠单调推导，得到最佳的单副本蒸馏协议。
2002-03-18 quant-ph
High-fidelity quantum teleportation through noisy channels via weak measurement and environment-assisted measurement
提出一种结合环境辅助测量与弱测量的量子隐形传态协议，在振幅阻尼信道中仅需单份纠缠态即可实现高达1的保真度，并在保真度与成功概率间取得平衡，优于原始及基于弱测量的概率隐形传态协议。
2023-04-11 quant-ph
Coherence of assistance and regularized coherence of assistance
我们研究了援助的连贯性与Chitambar等人[E. Chitambar等人，物理修订版信函116，070402（2016）]。给出了这两个量重合的充分必要条件。详细的例子进行了分析和最佳的纯态分解，使援助的相干性等于援助的正则化相干性。此外，我们提出的协议，以获得最大的相对熵的一致性，由另一方协助下，本地测量和单向通信在一个副本设置。
2017-12-28 quant-ph
Carrier-Assisted Entanglement Purification
Aalborg University（奥尔堡大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
提出一种利用单拷贝纠缠态量子存储器和传输单量子比特的载子辅助纠缠提纯协议，通过分析噪声信道条件并采用多载子方案，使固定点保真度趋近于1，显著降低实验开销。
2026-10-09 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
On the irreversibility of entanglement distillation
研究了任意维数d × d的Hilbert空间中d-1参数混合二分量子态的纠缠蒸馏的不可逆性。我们证明了在这个家庭中的纠缠成本一般严格大于可分离纠缠，使得一组状态的蒸馏过程是渐近可逆的是零的措施。即使蒸馏过程由纯态纠缠催化辅助并且允许每个操作，这仍然是正确的，这保留了部分转置的正性。结果表明，可逆性只发生在状态是准纯的情况下，在这个意义上，所有的纯态纠缠可以通过一个简单的操作显示在一个单一的副本。可逆的情况下示出完全由最小的不确定性向量熵的不确定性关系的特点。
2003-01-15 quant-ph
Tensor Rank and Stochastic Entanglement Catalysis for Multipartite Pure States
多体纯态的张量秩（又称广义Schmidt秩）在纠缠分类和纠缠变换的研究中起着重要的作用。我们利用齐次多项式理论中的有力工具来研究对称态的张量秩，如三重态$\ket{W_3}=\tfrac{1}{\sqrt{3}}(\ket{100}+\ket{010}+\ket{001})$及其$N$ -partite推广$\ket{W_N}$ .先前的张量秩估计得到了显著的改进，并且我们表明：（i）$\ket{W_3}$的三个拷贝的秩为15或16，（ii）$\ket{W_N}$的两个拷贝的秩为$3N-2$，以及（iii）$\ket{W_N}$的$n$拷贝的秩为O（N）。这些结果的一个显着的后果是，某些多体转换，甚至不可能的概率，可以成为可能时，在多个副本束或一些催化状态的帮助下进行。这种效应对于二分纯态是不可能的。
2010-11-10 quant-ph
