Tundmatute kvantmõõtmiste diskrimineerimine ja sertifitseerimine

Tundmatute kvantmõõtmiste diskrimineerimine ja sertifitseerimine

Ajatempel: 29. veebruar 2024 kell 8:43

Aleksandra Krawiec1,2, Łukasz Pawela1ja Zbigniew Puchała1

1Poola Teaduste Akadeemia teoreetilise ja rakendusinformaatika instituut, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice, Poola
2AstroCeNT, Nicolaus Copernicuse astronoomiakeskus, Poola Teaduste Akadeemia, ul. Rektorska 4, 00-614 Varssavi, Poola

Kas see artikkel on huvitav või soovite arutada? Scite või jätke SciRate'i kommentaar.

Abstraktne

Uurime von Neumanni mõõtmiste diskrimineerimist stsenaariumis, kui meile antakse võrdlusmõõtmine ja mõni muu mõõtmine. Diskrimineerimise eesmärk on teha kindlaks, kas teine ​​mõõt on sama, mis esimene. Vaatleme juhtumeid, kui võrdlusmõõt on antud ilma klassikalise kirjelduseta ja kui selle klassikaline kirjeldus on teada. Mõlemat juhtumit uuritakse sümmeetrilise ja asümmeetrilise diskrimineerimise seadistustes. Lisaks pakume optimaalseid sertifitseerimisskeeme, mis võimaldavad meil sertifitseerida teadaolevat kvantmõõtmist tundmatuga.

Discrimination and certification of unknown quantum measurements PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Esiletõstetud pilt: von Neumanni mõõtmiste põimumisabiga diskrimineerimine

Populaarne kokkuvõte

We are given two devices. The first device is a reference device. The second device can either be the same device as the first one or not. How can we verify if the second device is the same as the first one? We study this problem when the devices are quantum measurements. We present schemes for certification when the reference device is given with its description and when that description is not known.

► BibTeX-i andmed

► Viited

[1] Jens Eisert, Dominik Hangleiter, Nathan Walk, Ingo Roth, Damian Markham, Rhea Parekh, Ulysse Chabaud ja Elham Kashefi. "Kvantsertifitseerimine ja võrdlusuuringud". Nature Reviews Physics, lk 1–9 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-020-0186-4

[2] Matteo Paris ja Jaroslav Rehacek. "Kvantseisundi hindamine". Köide 649. Springer Science & Business Media. (2004).
https://​/​doi.org/​10.1007/​b98673

[3] János A Bergou. "Kvantseisundi diskrimineerimine ja valitud rakendused". Journal of Physics: konverentsisari 84, 012001 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1364/​CQO.2007.CMF4

[4] Stephen M Barnett ja Sarah Croke. "Kvantseisundi diskrimineerimine". Advances in Optics and Photonics 1, 238–278 (2009).
https://​/​doi.org/​10.1364/​AOP.1.000238

[5] Joonwoo Bae ja Leong-Chuan Kwek. "Kvantseisundi diskrimineerimine ja selle rakendused". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 48, 083001 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​48/​8/​083001

[6] Antonio Acin. "Statistiline eristatavus ühtsete operatsioonide vahel". Physical Review Letters 87, 177901 (2001).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.87.177901

[7] Joonwoo Bae. "Kahe qubit unitaaride diskrimineerimine kohalike operatsioonide ja klassikalise suhtluse kaudu". Teaduslikud aruanded 5, 1–8 (2015).
https://​/​doi.org/​10.1038/​srep18270

[8] Akinori Kawachi, Kenichi Kawano, François Le Gall ja Suguru Tamaki. "Unitaarse operaatori diskrimineerimise kvantpäringu keerukus". IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems 102, 483–491 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1587/​transinf.2018FCP0012

[9] Massimiliano F Sacchi. "Kvantoperatsioonide optimaalne diskrimineerimine". Physical Review A 71, 062340 (2005).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.71.062340

[10] Massimiliano F Sacchi. "Põimumine võib parandada takerdumist purustavate kanalite eristatavust." Physical Review A 72, 014305 (2005).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.72.014305

[11] Marco Piani ja John Watrous. "Kõik segatud olekud on kanalite diskrimineerimiseks kasulikud." Physical Review Letters 102, 250501 (2009).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.102.250501

[12] Runyao Duan, Yuan Feng ja Mingsheng Ying. "Kvantoperatsioonide täiuslik eristatavus". Physical Review Letters 103, 210501 (2009).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.103.210501

[13] Guoming Wang ja Mingsheng Ying. "Kvantoperatsioonide ühemõtteline diskrimineerimine". Physical Review A 73, 042301 (2006).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.73.042301

[14] Aleksandra Krawiec, Łukasz Pawela ja Zbigniew Puchała. "Välja arvatud valenegatiivne viga kvantkanalite sertifitseerimisel". Teaduslikud aruanded 11, 1–11 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1038/​s41598-021-00444-x

[15] Mário Ziman. "Protsessi positiivse operaatori väärtusega meede: matemaatiline raamistik protsesstomograafia katsete kirjeldamiseks". Physical Review A 77, 062112 (2008).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.77.062112

[16] Michal Sedlák ja Mário Ziman. "Ühtsate kanalite ühemõtteline võrdlus". Physical Review A 79, 012303 (2009).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.79.012303

[17] Mário Ziman ja Michal Sedlák. "Kvantühikuliste protsesside ühekordne diskrimineerimine". Journal of Modern Optics 57, 253–259 (2010).
https://​/​doi.org/​10.1080/​09500340903349963

[18] Yujun Choi, Tanmay Singal, Young-Wook Cho, Sang-Wook Han, Kyunghwan Oh, Sung Moon, Yong-Su Kim ja Joonwoo Bae. "Kahekubitiliste väravate üheeksemplariline sertifikaat ilma takerdumiseta". Rakendatud füüsiline ülevaade 18, 044046 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevApplied.18.044046

[19] Mark Hillery, Erika Andersson, Stephen M Barnett ja Daniel Oi. "Otsusprobleemid kvantmustade kastidega". Journal of Modern Optics 57, 244–252 (2010).
https://​/​doi.org/​10.1080/​09500340903203129

[20] Akihito Soeda, Atsushi Shimbo ja Mio Murao. "Kahe kandidaadi vahelise ühekbitiliste ühtsete väravate optimaalne kvantdiskrimineerimine". Physical Review A 104, 022422 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.104.022422

[21] Yutaka Hashimoto, Akihito Soeda ja Mio Murao. "Mitme kasutusega tundmatute ühtsete kanalite võrdlus" (2022). arXiv:2208.12519.
arXiv: 2208.12519

[22] John Watrous. "Kvantinformatsiooni teooria". Cambridge University Press. (2018).
https://​/​doi.org/​10.1017/​9781316848142

[23] Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela, Aleksandra Krawiec ja Ryszard Kukulski. "Kvantmõõtmiste optimaalse ühekordse diskrimineerimise strateegiad". Füüsiline ülevaade A 98, 042103 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.98.042103

[24] Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela, Aleksandra Krawiec, Ryszard Kukulski ja Michał Oszmaniec. "Von Neumanni mõõtmiste mitmekordne ja ühemõtteline diskrimineerimine". Quantum 5, 425 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-06-425

[25] Paulina Lewandovska, Aleksandra Krawiec, Ryszard Kukulski, Łukasz Pawela ja Zbigniew Puchała. “Von Neumanni mõõtmiste optimaalsest sertifitseerimisest”. Teaduslikud aruanded 11, 1–16 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-022-10219-7

[26] M Miková, M Sedlák, I Straka, M Mičuda, M Ziman, M Ježek, M Dušek ja J Fiurášek. "Kvantmõõtmiste optimaalne takerdumise abiga diskrimineerimine". Physical Review A 90, 022317 (2014).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.90.022317

[27] Mario Ziman, Teiko Heinosaari ja Michal Sedlák. "Kvantmõõtmiste ühemõtteline võrdlus". Physical Review A 80, 052102 (2009).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.80.052102

[28] Michal Sedlák ja Mário Ziman. "Optimaalsed ühekordsed strateegiad kvantmõõtmiste diskrimineerimiseks". Füüsiline ülevaade A 90, 052312 (2014).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.90.052312

[29] Paulina Lewandowska, Łukasz Pawela ja Zbigniew Puchała. "Protsessimaatriksite ühekordse diskrimineerimise strateegiad". Scientific Reports 13, 3046 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-023-30191-0

[30] Kieran Flatt, Hanwool Lee, Carles Roch I Carceller, Jonatan Bohr Brask ja Joonwoo Bae. "Kontekstuaalsed eelised ja sertifikaat maksimaalse usaldusega diskrimineerimiseks". PRX Quantum 3, 030337 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.3.030337

[31] Ion Nechita, Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela ja Karol Życzkowski. "Peaaegu kõik kvantkanalid on võrdsel kaugusel." Journal of Mathematical Physics 59, 052201 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1063/​1.5019322

[32] Carl W Helstrom. "Kvantide tuvastamise ja hindamise teooria". Journal of Statistical Physics 1, 231–252 (1969).
https://​/​doi.org/​10.1007/​BF01007479

[33] Farzin Salek, Masahito Hayashi ja Andreas Winter. "Adaptiivsete strateegiate kasulikkus asümptootilise kvantkanali diskrimineerimise korral". Füüsiline ülevaade A 105, 022419 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.105.022419

[34] Mark M Wilde, Mario Berta, Christoph Hirche ja Eneet Kaur. "Amortiseeritud kanalite lahknevus asümptootilise kvantkanali diskrimineerimise jaoks". Letters in Mathematical Physics 110, 2277–2336 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11005-020-01297-7

[35] Sisi Zhou ja Liang Jiang. "Kvantkanalite hindamise asümptootiline teooria". PRX Quantum 2, 010343 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.2.010343

[36] Tom Cooney, Milán Mosonyi ja Mark M Wilde. "Tugevad vastassuunalised eksponendid kvantkanalite diskrimineerimise probleemi ja kvanttagasiside abil suhtlemise jaoks." Kommunikatsioonid matemaatilises füüsikas 344, 797–829 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-016-2645-4

[37] Z Puchała ja JA Miszczak. "Sümboolne integratsioon seoses Haari meetmega ühtsete rühmade kohta". Poola Teaduste Akadeemia bülletään. Tehnikateadused 65 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1515/​bpasts-2017-0003

[38] Benoı̂t Collins ja Piotr Śniady. "Integreerimine Haari mõõtu suhtes unitaarses, ortogonaalses ja sümplektilises rühmas". Communications in Mathematical Physics 264, 773–795 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-006-1554-3

Viidatud

See raamat on avaldatud Quantum all Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) litsents. Autoriõigus jääb algsetele autoriõiguste valdajatele, näiteks autoritele või nende institutsioonidele.

Ajatempel:

Veel alates Quantum Journal