Diskriminering og sertifisering av ukjente kvantemålinger

Diskriminering og sertifisering av ukjente kvantemålinger

Tidsstempel: 29. februar 2024 8:43

Aleksandra Krawiec1,2, Łukasz Pawela1og Zbigniew Puchała1

1Institutt for teoretisk og anvendt informatikk, det polske vitenskapsakademiet, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice, Polen
2AstroCeNT, Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences, ul. Rektorska 4, 00-614 Warszawa, Polen

Finn dette papiret interessant eller vil diskutere? Scite eller legg igjen en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Vi studerer diskrimineringen av von Neumann-målinger i scenariet når vi får en referansemåling og en annen måling. Målet med diskrimineringen er å avgjøre om den andre målingen er den samme som den første. Vi vurderer tilfellene når referansemålingen er gitt uten den klassiske beskrivelsen og når dens klassiske beskrivelse er kjent. Begge tilfeller er studert i symmetrisk og asymmetrisk diskrimineringsoppsett. Dessuten tilbyr vi optimale sertifiseringsordninger som gjør oss i stand til å sertifisere en kjent kvantemåling mot den ukjente.

Diskriminering og sertifisering av ukjente kvantemålinger PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Utvalgt bilde: Entanglement-assistert diskriminering av von Neumann-målinger

Populært sammendrag

Vi får to enheter. Den første enheten er en referanseenhet. Den andre enheten kan enten være den samme enheten som den første eller ikke. Hvordan kan vi bekrefte om den andre enheten er den samme som den første? Vi studerer dette problemet når enhetene er kvantemålinger. Vi presenterer ordninger for sertifisering når referanseenheten er gitt med beskrivelsen og når denne beskrivelsen ikke er kjent.

► BibTeX-data

► Referanser

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

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

[3] János A Bergou. "Kvantestatsdiskriminering og utvalgte applikasjoner". Journal of Physics: Conference Series 84, 012001 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1364/​CQO.2007.CMF4

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

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

[6] Antonio Acin. "Statistisk skilleevne mellom enhetlige operasjoner". Physical Review Letters 87, 177901 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.87.177901

[7] Joonwoo Bae. "Diskriminering av to-qubit-enheter via lokale operasjoner og klassisk kommunikasjon". Scientific Reports 5, 1–8 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep18270

[8] Akinori Kawachi, Kenichi Kawano, François Le Gall og Suguru Tamaki. "Kvantespørringskompleksitet ved enhetlig operatørdiskriminering". IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems 102, 483–491 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1587/​transinf.2018FCP0012

[9] Massimiliano F Sacchi. "Optimal diskriminering av kvanteoperasjoner". Physical Review A 71, 062340 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.062340

[10] Massimiliano F Sacchi. "Forviklinger kan forbedre skillebarheten til sammenfiltringsbrytende kanaler". Physical Review A 72, 014305 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.014305

[11] Marco Piani og John Watrous. "Alle sammenfiltrede stater er nyttige for kanaldiskriminering". Physical Review Letters 102, 250501 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.250501

[12] Runyao Duan, Yuan Feng og Mingsheng Ying. "Perfekt skille mellom kvanteoperasjoner". Physical Review Letters 103, 210501 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.210501

[13] Guoming Wang og Mingsheng Ying. "Entydig diskriminering blant kvanteoperasjoner". Physical Review A 73, 042301 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.042301

[14] Aleksandra Krawiec, Łukasz Pawela og Zbigniew Puchała. "Ekskluderer falsk negativ feil ved sertifisering av kvantekanaler". Scientific Reports 11, 1–11 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-021-00444-x

[15] Mário Ziman. "Prosess positivt-operatør-verdsett mål: Et matematisk rammeverk for beskrivelse av prosesstomografieksperimenter". Physical Review A 77, 062112 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.062112

[16] Michal Sedlák og Mário Ziman. "Entydig sammenligning av enhetlige kanaler". Physical Review A 79, 012303 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.012303

[17] Mário Ziman og Michal Sedlák. "Enkeltskuddsdiskriminering av kvanteenhetsprosesser". 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 og Joonwoo Bae. "Enkeltkopiessertifisering av to-qubit-porter uten sammenfiltring". Fysisk gjennomgang Søkt 18, 044046 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.18.044046

[19] Mark Hillery, Erika Andersson, Stephen M Barnett og Daniel Oi. "Beslutningsproblemer med kvantesvarte bokser". Journal of Modern Optics 57, 244–252 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 09500340903203129

[20] Akihito Soeda, Atsushi Shimbo og Mio Murao. "Optimal kvantediskriminering av enkelt-qubit enhetsporter mellom to kandidater". Physical Review A 104, 022422 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.022422

[21] Yutaka Hashimoto, Akihito Soeda og Mio Murao. "Sammenligning av ukjente enhetskanaler med flere bruksområder" (2022). arXiv:2208.12519.
arxiv: 2208.12519

[22] John Watrous. "Teorien om kvanteinformasjon". Cambridge University Press. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

[23] Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela, Aleksandra Krawiec og Ryszard Kukulski. "Strategier for optimal enkeltskuddsdiskriminering av kvantemålinger". Physical Review A 98, 042103 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.042103

[24] Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela, Aleksandra Krawiec, Ryszard Kukulski og Michał Oszmaniec. "Flere skudd og entydig diskriminering av von Neumann-målinger". Quantum 5, 425 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-06-425

[25] Paulina Lewandowska, Aleksandra Krawiec, Ryszard Kukulski, Łukasz Pawela og Zbigniew Puchała. "Om optimal sertifisering av von Neumann-målinger". 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 og J Fiurášek. "Optimal sammenfiltringsassistert diskriminering av kvantemålinger". Physical Review A 90, 022317 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.022317

[27] Mario Ziman, Teiko Heinosaari og Michal Sedlák. "Entydig sammenligning av kvantemålinger". Physical Review A 80, 052102 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.052102

[28] Michal Sedlák og Mário Ziman. "Optimale enkeltskuddstrategier for diskriminering av kvantemålinger". Physical Review A 90, 052312 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.052312

[29] Paulina Lewandowska, Łukasz Pawela og Zbigniew Puchała. "Strategier for enkeltskuddsdiskriminering av prosessmatriser". 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 og Joonwoo Bae. "Kontekstuelle fordeler og sertifisering for maksimal tillitsdiskriminering". PRX Quantum 3, 030337 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.030337

[31] Ion Nechita, Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela og Karol Życzkowski. "Nesten alle kvantekanaler er like langt". Journal of Mathematical Physics 59, 052201 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5019322

[32] Carl W Helstrom. "Kvantedeteksjon og estimeringsteori". Journal of Statistical Physics 1, 231–252 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01007479

[33] Farzin Salek, Masahito Hayashi og Andreas Winter. "Nyttigheten av adaptive strategier i asymptotisk kvantekanaldiskriminering". Physical Review A 105, 022419 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022419

[34] Mark M Wilde, Mario Berta, Christoph Hirche og Eneet Kaur. "Amortisert kanaldivergens for asymptotisk kvantekanaldiskriminering". Letters in Mathematical Physics 110, 2277–2336 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11005-020-01297-7

[35] Sisi Zhou og Liang Jiang. "Asymptotisk teori om kvantekanalestimering". PRX Quantum 2, 010343 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010343

[36] Tom Cooney, Milán Mosonyi og Mark M Wilde. "Sterke omvendte eksponenter for et kvantekanaldiskrimineringsproblem og kvantefeedback-assistert kommunikasjon". Communications in Mathematical Physics 344, 797–829 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-016-2645-4

[37] Z Puchała og JA Miszczak. "Symbolisk integrasjon med hensyn til Haar-målet på enhetsgruppene". Bulletin fra det polske vitenskapsakademiet. Tekniske vitenskaper 65 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1515 / bpasts-2017-0003

[38] Benoı̂t Collins og Piotr Śniady. "Integrasjon med hensyn til Haar-målet på enhetlig, ortogonal og symplektisk gruppe". Communications in Mathematical Physics 264, 773–795 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-006-1554-3

Sitert av

Denne artikkelen er utgitt i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) tillatelse. Opphavsrett forblir hos de opprinnelige rettighetshaverne som forfatterne eller institusjonene deres.

Tidstempel:

Mer fra Kvantejournal