Fachbereich Physik, Graduate School of Science, Universität Tokio, Bunkyo-ku, Tokio 113-0033, Japan
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Abstrakt
Wir entwickeln zwei allgemeine Ansätze zur Charakterisierung der Manipulation von Quantenzuständen mithilfe probabilistischer Protokolle, die durch die Einschränkungen einiger Quantenressourcentheorien eingeschränkt werden.
Zunächst geben wir eine allgemeine notwendige Bedingung für die Existenz einer physikalischen Transformation zwischen Quantenzuständen an, die unter Verwendung einer kürzlich eingeführten monotonen Ressource basierend auf der projektiven Hilbert-Metrik erhalten wird. In allen affinen Quantenressourcentheorien (z. B. Kohärenz, Asymmetrie, Imaginarität) sowie in der Verschränkungsdestillation zeigen wir, dass die Monotonie eine notwendige und hinreichende Bedingung für die einmalige Ressourcenkonvertibilität unter ressourcennichtgenerierenden Operationen darstellt und daher nicht besser ist Einschränkungen für alle probabilistischen Protokolle sind möglich. Wir verwenden die Monotonie, um verbesserte Grenzen für die Leistung sowohl von One-Shot- als auch von Many-Copy-Protokollen zur probabilistischen Ressourcendestillation festzulegen.
Ergänzend zu diesem Ansatz stellen wir eine allgemeine Methode zur Begrenzung erreichbarer Wahrscheinlichkeiten bei Ressourcentransformationen unter ressourcennichtgenerierenden Karten durch eine Familie konvexer Optimierungsprobleme vor. Wir zeigen, dass es die probabilistische Single-Shot-Destillation in breiten Arten von Ressourcentheorien genau charakterisiert und eine genaue Analyse der Kompromisse zwischen den Wahrscheinlichkeiten und Fehlern bei der Destillation maximal ressourcenreicher Zustände ermöglicht. Wir demonstrieren die Nützlichkeit unserer beiden Ansätze bei der Untersuchung der Quantenverschränkungsdestillation.
Ausgewähltes Bild: Der Artikel untersucht die Möglichkeit, einen Zustand ρ in einen anderen Zustand ω mithilfe allgemeiner probabilistischer Protokolle zu transformieren, was nur mit einiger Wahrscheinlichkeit gelingt.
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Zitiert von
[1] Mingfei Ye, Yu Luo, Zhihui Li und Yongming Li, „Projektive Robustheit für Quantenkanäle und Messungen und ihre operative Bedeutung“, Laserphysik-Briefe 19 7, 075204 (2022).
[2] Bartosz Regula, „Probabilistische Transformationen von Quantenressourcen“, Physische Überprüfungsschreiben 128 11, 110505 (2022).
[3] Rafael Wagner, Rui Soares Barbosa und Ernesto F. Galvão, „Ungleichheiten, die Kohärenz, Nichtlokalität und Kontextualität bezeugen“, arXiv: 2209.02670.
[4] Bartosz Regula, Ludovico Lami und Mark M. Wilde, „Überwindung entropischer Einschränkungen bei asymptotischen Zustandstransformationen durch probabilistische Protokolle“, arXiv: 2209.03362.
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