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在量子信息处理与计算中,凸结构在量子态、量子测量和量子信道的集合中起着重要作用。一个典型的凸结构问题是量子态鉴别,它从一组给定的量子态 {| Ψ i ⟩} ni =1 中区分出一个量子态,其中先验概率 pi 满足 ∑ nipi = 1,参见[1–4]。最近,[5–8] 考虑了不可用量子态到可用状态集合的最佳近似问题。对于给定状态 ρ,问题改写为从 {| Ψ i ⟩} ni =1 中寻找最难区分的状态,使得 ρ 与凸集 ∑ nipi | Ψ i ⟩⟨ Ψ i | 之间的距离最小[7],该问题的解决有利于可用量子资源的选择[9–11]。与量子相干性和量子纠缠的距离测度的选择类似,我们在这里采用迹范数作为距离的测度[12–18]。

可用状态的最佳近似和三重不确定关系

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