Tuntemattomien kvantimittausten syrjintä ja sertifiointi

Tuntemattomien kvantimittausten syrjintä ja sertifiointi

Aikaleima: 29. helmikuuta 2024 8

Aleksandra Krawiec1,2, Łukasz Pawela1ja Zbigniew Puchała1

1Teoreettisen ja soveltavan tietotekniikan instituutti, Puolan tiedeakatemia, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice, Puola
2AstroCeNT, Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Puolan tiedeakatemia, ul. Rektorska 4, 00-614 Varsova, Puola

Onko tämä artikkeli mielenkiintoinen vai haluatko keskustella? Scite tai jätä kommentti SciRate.

Abstrakti

Tutkimme von Neumannin mittausten erottelua skenaariossa, kun meille annetaan referenssimittaus ja jokin muu mittaus. Syrjinnän tavoitteena on selvittää, onko toinen mittaus sama kuin ensimmäinen. Tarkastellaan tapauksia, joissa vertailumitta on annettu ilman klassista kuvausta ja kun sen klassinen kuvaus tunnetaan. Molempia tapauksia tutkitaan symmetrisen ja epäsymmetrisen syrjinnän asetuksissa. Lisäksi tarjoamme optimaaliset sertifiointijärjestelmät, joiden avulla voimme sertifioida tunnetun kvanttimittauksen tuntemattomaan verrattuna.

Tuntemattomien kvantimittausten syrjintä ja sertifiointi PlatoBlockchain Data Intelligence. Pystysuuntainen haku. Ai.

Suositeltu kuva: von Neumannin mittausten sotkeutumisavusteinen erottelu

Suosittu yhteenveto

Meillä on kaksi laitetta. Ensimmäinen laite on referenssilaite. Toinen laite voi olla joko sama laite kuin ensimmäinen tai ei. Kuinka voimme varmistaa, että toinen laite on sama kuin ensimmäinen? Tutkimme tätä ongelmaa, kun laitteet ovat kvantimittauksia. Esitämme sertifiointisuunnitelmat, kun referenssilaite on annettu kuvauksen kanssa ja kun kuvausta ei tunneta.

► BibTeX-tiedot

► Viitteet

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

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

[3] János A Bergou. "Kvanttitilasyrjintä ja valitut sovellukset". Journal of Physics: Conference Series 84, 012001 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1364/​CQO.2007.CMF4

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

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

[6] Antonio Acin. "Tilastollinen erotettavuus yhtenäisten operaatioiden välillä". Physical Review Letters 87, 177901 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.87.177901

[7] Joonwoo Bae. "Kahden qubitin unitaarien syrjintä paikallisten toimintojen ja klassisen viestinnän kautta". Tieteelliset raportit 5, 1–8 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep18270

[8] Akinori Kawachi, Kenichi Kawano, François Le Gall ja Suguru Tamaki. "Yksittäisen operaattorin erottelun kvanttikyselyn monimutkaisuus". IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems 102, 483–491 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1587/​transinf.2018FCP0012

[9] Massimiliano F Sacchi. "Kvanttioperaatioiden optimaalinen erottelu". Physical Review A 71, 062340 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.062340

[10] Massimiliano F Sacchi. "Ketoutuminen voi parantaa sotkeutumisen katkaisevien kanavien erottuvuutta". Physical Review A 72, 014305 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.014305

[11] Marco Piani ja John Watrous. "Kaikki sotkeutuvat tilat ovat hyödyllisiä kanavien erottelussa". Physical Review Letters 102, 250501 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.250501

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

[13] Guoming Wang ja Mingsheng Ying. "Kvanttioperaatioiden yksiselitteinen syrjintä". Physical Review A 73, 042301 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.042301

[14] Aleksandra Krawiec, Łukasz Pawela ja Zbigniew Puchała. "Lukuun ottamatta väärää negatiivista virhettä kvanttikanavien sertifioinnissa". Scientific Reports 11, 1–11 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-021-00444-x

[15] Mário Ziman. "Prosessipositiivinen operaattorin arvoinen mitta: Matemaattinen viitekehys prosessitomografiakokeiden kuvaukselle". Physical Review A 77, 062112 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.062112

[16] Michal Sedlák ja Mário Ziman. "Yksiselitteinen yhtenäisten kanavien vertailu". Physical Review A 79, 012303 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.012303

[17] Mário Ziman ja Michal Sedlák. "Kvanttiyksikköprosessien yhden laukauksen erottelu". 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. "Yhden kopion sertifiointi kaksikubitisille porteille ilman takertumista". Physical Review Applied 18, 044046 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.18.044046

[19] Mark Hillery, Erika Andersson, Stephen M Barnett ja Daniel Oi. "Päätösongelmat kvanttimustien laatikoiden kanssa". Journal of Modern Optics 57, 244–252 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1080 / +09500340903203129

[20] Akihito Soeda, Atsushi Shimbo ja Mio Murao. "Optimaalinen kvanttierottelu yhden qubit unitaaristen porttien välillä kahden ehdokkaan välillä". Physical Review A 104, 022422 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.022422

[21] Yutaka Hashimoto, Akihito Soeda ja Mio Murao. "Tuntemattomien yhtenäisten kanavien vertailu useisiin käyttötarkoituksiin" (2022). arXiv:2208.12519.
arXiv: 2208.12519

[22] John Watrous. "Kvanttitiedon teoria". Cambridge University Press. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / +9781316848142

[23] Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela, Aleksandra Krawiec ja Ryszard Kukulski. "Strategiat kvanttimittausten optimaaliseen yhden laukauksen erotteluun". Physical Review A 98, 042103 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.042103

[24] Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela, Aleksandra Krawiec, Ryszard Kukulski ja Michał Oszmaniec. "Monikertainen ja yksiselitteinen von Neumannin mittausten erottelu". 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 Neumannin mittausten optimaalisesta sertifioinnista". Scientific Reports 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. "Optimaalinen sotkeutumisavusteinen kvanttimittausten erottelu". Physical Review A 90, 022317 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.022317

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

[28] Michal Sedlák ja Mário Ziman. "Optimaaliset yhden laukauksen strategiat kvanttimittausten erottamiseen". Physical Review A 90, 052312 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.052312

[29] Paulina Lewandowska, Łukasz Pawela ja Zbigniew Puchała. "Strategiat prosessimatriisien yhden laukauksen erotteluun". 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. "Kontekstikohtaiset edut ja sertifiointi maksimaalisen luottamuksen mukaiseen syrjintään". PRX Quantum 3, 030337 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.030337

[31] Ion Nechita, Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela ja Karol Życzkowski. "Melkein kaikki kvanttikanavat ovat yhtä kaukana." Journal of Mathematical Physics 59, 052201 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1063 / +1.5019322

[32] Carl W Helstrom. "Kvanttidetektio ja -estimointiteoria". Journal of Statistical Physics 1, 231–252 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01007479

[33] Farzin Salek, Masahito Hayashi ja Andreas Winter. "Adaptiivisten strategioiden hyödyllisyys asymptoottisessa kvanttikanavan erottelussa". Physical Review A 105, 022419 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022419

[34] Mark M Wilde, Mario Berta, Christoph Hirche ja Eneet Kaur. "Amortisoitu kanavahajoaminen asymptoottisen kvanttikanavan erottelun vuoksi". Letters in Mathematical Physics 110, 2277–2336 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11005-020-01297-7

[35] Sisi Zhou ja Liang Jiang. "Kvanttikanavan arvioinnin asymptoottinen teoria". PRX Quantum 2, 010343 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010343

[36] Tom Cooney, Milán Mosonyi ja Mark M Wilde. "Vahvat käänteiset eksponentit kvanttikanavan erotteluongelmalle ja kvanttipalauteavusteiselle kommunikaatiolle". Communications in Mathematical Physics 344, 797–829 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-016-2645-4

[37] Z Puchała ja JA Miszczak. "Symbolinen integraatio suhteessa Haar-toimenpiteeseen yhtenäisryhmissä". Puolan tiedeakatemian tiedote. Tekniset tieteet 65 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1515 / bpasts-2017-0003

[38] Benoı̂t Collins ja Piotr Śniady. "Integraatio suhteessa Haar-mittaan unitaariseen, ortogonaaliseen ja symplektiseen ryhmään". Communications in Mathematical Physics 264, 773–795 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-006-1554-3

Viitattu

Tämä kirja on julkaistu Quantum - lehdessä Creative Commons Nimeäminen 4.0 Kansainvälinen (CC BY 4.0) lisenssin. Tekijänoikeudet säilyvät alkuperäisillä tekijänoikeuksien haltijoilla, kuten tekijöillä tai heidän instituutioillaan.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Quantum Journal