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Transformations of multilevel coherent states under coherence-preserving operations

Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2021年第6期64卷 35-40页

作者： LiMei Zhang Ting Gao FengLi Yan School of Mathematical Sciences Hebei Normal UniversityShijiazhuang 050024China Department of Mathematics and Computer Science Hengshui UniversityHengshui 053000China College of Physics Hebei Key Laboratory of Photophysics Research and ApplicationHebei Normal UniversitsShijiazhuang 050024China

Quantum coherence,emerging from the"superposition"of quantum states,is widely used in various information processing tasks.Recently,the resource theory of multilevel quantum coherence is attracting substantial attention.In this paper,we mainly study the transformations of resource pure states via free operations in the theoretical framework for multilevel coherence.We prove that any two multilevel coherent resource pure states can be interconverted with a nonzero probability via a completely positive and trace non-increasing k-coherence-preserving map.Meanwhile,we present the condition of the interconversions of two multilevel coherent resource pure states under k-coherence-preserving operations.In addition,we obtain that in the resource-theoretic framework of multilevel coherence,no resource state is isolated,that is,given a multilevel coherent pure state|ψ>,there exists another multilevel coherent pure state|Φ>and a k-coherence-preserving operation∧k,such that∧k(|Φ>)=|ψ>.

关键词： multilevel coherent state k-coherence-preserving operation interconversion of two multilevel coherent resource pure states

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