- 公式卡:Bužek–Hillery 1996 普适量子克隆机——对任意输入输出两份,单份最优保真度 F_d = (2d+1)/(3d);Duan–Guo 1998 概率克隆——线性无关态集可"克隆或宣布失败",d 维空间线性无关最多 d 个态
- 演算(d 维公式代入):
1. d=2:F = (2·2+1)/(3·2) = 5/6 ≈ 0.833
2. d=3:F = (2·3+1)/(3·3) = 7/9 ≈ 0.778
3. d→∞:F → 2/3——维度越高天花板越接近 1,但永远到不了
4. 对照本课已算的"土办法":先测后制 F = 1/2、CNOT 对 |+⟩ F = 1/2——都远低于 5/6
- 结构验证(教材练习 5 的验证路径):ρ_out = (2/3)|ψψ⟩⟨ψψ| + (1/6)(I⊗I − |ψψ⟩⟨ψψ|) → 对一份求部分迹(Tr₂[I⊗I] = 2I)→ 约化态整理为 (5/6)|ψ⟩⟨ψ| + (1/6)|ψ⊥⟩⟨ψ⊥| → F = ⟨ψ|ρ|ψ⟩ = 5/6 ✓
- 结果框:完美 1 被禁止,5/6 是物理允许的极限;量子纠错码字指数多、不满足线性无关——"随机化 + 声明失败"绕行路线被封死(5/6 在第 8 章量子数据增强再露面)