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大多数物理学家都是通过热力学认识熵的。熵是控制绝热过程中变换的基本量,也是唯一的量:当且仅当熵不减少 1 时,封闭系统中两个相容状态之间的变换才能实现。然而,它在更抽象的信息论领域也发挥着至关重要的作用。特别是,相对熵这一广义概念提供了一种测量概率分布可区分性的方法。将这一概念扩展到量子态具有挑战性,因为量子态的非交换性意味着有许多可能的方式来定义这种扩展。一个独特而明确的解决方案来自量子假设检验的研究——在这项任务中,我们得到两个量子态 ρ 或 σ 之一的多个副本,目标是区分这两个状态。将 ρ 误认为 σ 的概率随副本数量的增加呈指数衰减,相应的指数恰好由相对熵的量子变体给出

量子假设检验的纠结状态

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