一連の量子測定値に対する距離ベースのリソース定量化

一連の量子測定値に対する距離ベースのリソース定量化

タイムスタンプ：15年2023月7日51:XNUMX AM

ルーカス・テンディック1、マルティン・クリーシュ1,2、ヘルマン・カンパーマン1、およびDagmarBruß1

1理論物理学研究所、ハインリッヒ ハイネ大学デュッセルドルフ、D-40225 デュッセルドルフ、ドイツ
2量子にインスピレーションを得た量子最適化研究所、ハンブルク工科大学、D-21079 ハンブルク、ドイツ

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抽象

量子システムが特定の量子情報処理タスクに対して古典的な対応物に比べて提供する利点は、リソース理論の一般的な枠組みの中で定量化できます。 量子状態間の特定の距離関数を使用して、もつれやコヒーレンスなどのリソースを定量化することに成功しました。 おそらく驚くべきことに、そのような距離に基づくアプローチは、量子測定のリソースを研究するために採用されておらず、代わりに他の幾何学的量化子が使用されています。 ここでは、量子測定値のセット間の距離関数を定義し、それらの距離関数が測定値の凸型リソース理論に対してリソースの単調性を自然に誘発することを示します。 ダイヤモンド ノルムに基づく距離に焦点を当てることで、測定リソースの階層を確立し、測定セットの非互換性に関する分析限界を導き出します。 これらの境界は、相互に偏りのない基底に基づく特定の射影測定に対して厳しいことを示し、リソース単調で定量化した場合に、異なる測定リソースが同じ値に達するシナリオを特定します。 私たちの結果は、測定セットの距離ベースのリソースを比較するための一般的なフレームワークを提供し、ベル型実験の制限を取得できるようにします。

量子測定セットの距離ベースのリソース定量化 PlatoBlockchain Data Intelligence。垂直検索。あい。

人気の要約

量子テクノロジーにより、計算、センシング、暗号化の分野におけるさまざまなタスクにおいて、従来のアプローチに比べて劇的な改善が可能になります。 どのような特性によって量子システムが従来の量子システムよりも強力になっているかを特定できれば、将来のさらなる改善が期待できます。 古典的なシステムとは異なり、量子システムの状態を直接完全に観察することはできません。 代わりに、量子測定は量子システムの状態を変化させ、確率的な結果のみをもたらします。 望ましい量子の利点を達成するには、多くの場合、さまざまな測定設定のセットを含む高度な測定スキームを慎重に設計する必要があります。 したがって、特定の測定設定セットが特定のタスクに対してどの程度役立つかを特徴付けることが重要です。 リソース理論の目標は、このようなタスク依存の有用性を体系的な方法で定量化することです。 ハイゼンベルクによって初めて注目された量子測定の最も有名な特徴の XNUMX つは、古典物理学とはまったく対照的に、特定の測定設定セットは同時に測定できないことです。 当初は欠点と考えられていましたが、量子測定のこの非互換性は、多くの量子情報処理タスクの中心にあります。 たとえば、量子システムがどの古典的なシステムよりもはるかに強い相関を示すことができることを明らかにするには、これらの互換性のない量子測定を使用する必要があり、これにより通信および暗号化デバイスにおいて量子の利点が可能になります。 私たちの研究は、統一された方法で測定セットのリソースを定量化する新しい方法を提供します。 これにより、量子測定セットの非互換性を定量化できるだけでなく、この非互換性を他のいくつかの重要な測定リソースに関連付ける階層を確立することもできます。

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によって引用

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