Razločevanje in certificiranje neznanih kvantnih meritev

Razločevanje in certificiranje neznanih kvantnih meritev

Časovni žig: 29. februar 2024 8

Aleksandra Krawiec1,2, Łukasz Pawela1in Zbigniew Puchała1

1Inštitut za teoretično in uporabno informatiko, Poljska akademija znanosti, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice, Poljska
2AstroCeNT, Astronomski center Nikolaja Kopernika, Poljska akademija znanosti, ul. Rektorska 4, 00-614 Varšava, Poljska

Se vam zdi ta članek zanimiv ali želite razpravljati? Zaslišite ali pustite komentar na SciRate.

Minimalizem

Proučujemo diskriminacijo von Neumannovih meritev v scenariju, ko imamo referenčno meritev in še kakšno drugo meritev. Namen diskriminacije je ugotoviti, ali je druga meritev enaka prvi. Upoštevamo primere, ko je referenčna meritev podana brez klasičnega opisa in ko je znan njen klasični opis. Oba primera preučujemo v simetričnih in asimetričnih diskriminacijskih nastavitvah. Poleg tega nudimo optimalne sheme certificiranja, ki nam omogočajo, da potrdimo znano kvantno meritev v primerjavi z neznano.

Diskriminacija in certificiranje neznanih kvantnih meritev PlatoBlockchain Data Intelligence. Navpično iskanje. Ai.

Predstavljena slika: diskriminacija von Neumannovih meritev s pomočjo zapletanja

Priljubljen povzetek

Dobili smo dve napravi. Prva naprava je referenčna naprava. Druga naprava je lahko ista naprava kot prva ali ne. Kako lahko preverimo, ali je druga naprava enaka prvi? Ta problem proučujemo, ko so naprave kvantne meritve. Predstavljamo sheme za certificiranje, ko je referenčna naprava podana z opisom in kadar ta opis ni znan.

► BibTeX podatki

► Reference

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

[2] Matteo Paris in Jaroslav Rehaček. “Ocena kvantnega stanja”. Zvezek 649. Springer Science & Business Media. (2004).
https: / / doi.org/ 10.1007 / b98673

[3] János A Bergou. "Razlikovanje kvantnega stanja in izbrane aplikacije". Journal of Physics: Conference Series 84, 012001 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1364/​CQO.2007.CMF4

[4] Stephen M Barnett in Sarah Croke. "Kvantna diskriminacija stanja". Napredek v optiki in fotoniki 1, 238–278 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1364 / AOP.1.000238

[5] Joonwoo Bae in Leong-Chuan Kwek. "Razlikovanje kvantnega stanja in njegove aplikacije". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 48, 083001 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​48/​8/​083001

[6] Antonio Acin. “Statistična razlika med enotnimi operacijami”. Physical Review Letters 87, 177901 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.87.177901

[7] Joonwoo Bae. "Razlikovanje dvokubitnih enot prek lokalnih operacij in klasične komunikacije". Znanstvena poročila 5, 1–8 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep18270

[8] Akinori Kawachi, Kenichi Kawano, François Le Gall in Suguru Tamaki. “Kvantna poizvedbena kompleksnost diskriminacije enotnega operaterja”. IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems 102, 483–491 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1587/​transinf.2018FCP0012

[9] Massimiliano F Sacchi. “Optimalna diskriminacija kvantnih operacij”. Physical Review A 71, 062340 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.062340

[10] Massimiliano F Sacchi. "Zapletanje lahko poveča razlikovanje kanalov, ki prekinjajo zapletanje". Physical Review A 72, 014305 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.014305

[11] Marco Piani in John Watrous. "Vsa zapletena stanja so uporabna za razlikovanje kanalov". Physical Review Letters 102, 250501 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.250501

[12] Runyao Duan, Yuan Feng in Mingsheng Ying. "Popolna ločljivost kvantnih operacij". Physical Review Letters 103, 210501 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.210501

[13] Guoming Wang in Mingsheng Ying. "Nedvoumna diskriminacija med kvantnimi operacijami". Physical Review A 73, 042301 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.042301

[14] Aleksandra Krawiec, Łukasz Pawela in Zbigniew Puchała. "Izključitev lažno negativne napake pri certificiranju kvantnih kanalov". Znanstvena poročila 11, 1–11 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-021-00444-x

[15] Mário Ziman. »Procesna mera s pozitivno vrednostjo operaterja: matematični okvir za opis poskusov procesne tomografije«. Physical Review A 77, 062112 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.062112

[16] Michal Sedlák in Mário Ziman. “Nedvoumna primerjava enotnih kanalov”. Physical Review A 79, 012303 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.012303

[17] Mário Ziman in Michal Sedlák. "Enokratna diskriminacija kvantnih enotnih procesov". 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 in Joonwoo Bae. "Potrjevanje v eni kopiji dvokubitnih vrat brez prepletanja". Uporabljen fizični pregled 18, 044046 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.18.044046

[19] Mark Hillery, Erika Andersson, Stephen M Barnett in Daniel Oi. “Odločitvene težave s kvantnimi črnimi skrinjicami”. Journal of Modern Optics 57, 244–252 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 09500340903203129

[20] Akihito Soeda, Atsushi Shimbo in Mio Murao. "Optimalna kvantna diskriminacija enotnih vrat z enim kubitom med dvema kandidatoma". Physical Review A 104, 022422 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.022422

[21] Yutaka Hashimoto, Akihito Soeda in Mio Murao. »Primerjava neznanih enotnih kanalov z večkratno uporabo« (2022). arXiv:2208.12519.
arXiv: 2208.12519

[22] John Watrous. "Teorija kvantne informacije". Cambridge University Press. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

[23] Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela, Aleksandra Krawiec in Ryszard Kukulski. "Strategije za optimalno enosmerno diskriminacijo kvantnih meritev". Physical Review A 98, 042103 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.042103

[24] Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela, Aleksandra Krawiec, Ryszard Kukulski in Michał Oszmaniec. "Večkratna in nedvoumna diskriminacija von Neumannovih meritev". Quantum 5, 425 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-06-425

[25] Paulina Lewandowska, Aleksandra Krawiec, Ryszard Kukulski, Łukasz Pawela in Zbigniew Puchała. “O optimalnem potrjevanju von Neumannovih meritev”. Znanstvena poročila 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 in J Fiurášek. "Optimalna diskriminacija kvantnih meritev s pomočjo prepletanja". Physical Review A 90, 022317 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.022317

[27] Mario Ziman, Teiko Heinosaari in Michal Sedlák. “Nedvoumna primerjava kvantnih meritev”. Physical Review A 80, 052102 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.052102

[28] Michal Sedlák in Mário Ziman. "Optimalne enosmerne strategije za razlikovanje kvantnih meritev". Physical Review A 90, 052312 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.052312

[29] Paulina Lewandowska, Łukasz Pawela in Zbigniew Puchała. “Strategije za enosmerno diskriminacijo procesnih matrik”. Znanstvena poročila 13, 3046 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-023-30191-0

[30] Kieran Flatt, Hanwool Lee, Carles Roch I Carceller, Jonatan Bohr Brask in Joonwoo Bae. »Kontekstualne prednosti in certificiranje za diskriminacijo z največjim zaupanjem«. PRX Quantum 3, 030337 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.030337

[31] Ion Nechita, Zbigniew Puchała, Łukasz Pawela in Karol Życzkowski. "Skoraj vsi kvantni kanali so enako oddaljeni." Journal of Mathematical Physics 59, 052201 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5019322

[32] Carl W Helstrom. “Teorija kvantnega odkrivanja in ocenjevanja”. Journal of Statistical Physics 1, 231–252 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01007479

[33] Farzin Salek, Masahito Hayashi in Andreas Winter. “Uporabnost prilagodljivih strategij pri asimptotični diskriminaciji kvantnih kanalov”. Physical Review A 105, 022419 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022419

[34] Mark M Wilde, Mario Berta, Christoph Hirche in Eneet Kaur. "Amortizirana divergenca kanala za asimptotično kvantno diskriminacijo kanala". Pisma matematične fizike 110, 2277–2336 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11005-020-01297-7

[35] Sisi Zhou in Liang Jiang. “Asimptotična teorija ocenjevanja kvantnega kanala”. PRX Quantum 2, 010343 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010343

[36] Tom Cooney, Milán Mosonyi in Mark M Wilde. "Močni nasprotni eksponenti za problem diskriminacije kvantnih kanalov in komunikacijo s pomočjo kvantne povratne informacije". Sporočila v matematični fiziki 344, 797–829 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-016-2645-4

[37] Z Puchała in JA Miszczak. "Simbolična integracija glede na Haarjev ukrep o enotnih skupinah". Bilten Poljske akademije znanosti. Tehniške vede 65 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1515 / bpasts-2017-0003

[38] Benoı̂t Collins in Piotr Śniady. “Integracija glede na Haarjevo mero na unitarni, ortogonalni in Simplektični skupini”. Sporočila v matematični fiziki 264, 773–795 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-006-1554-3

Navedel

Ta dokument je objavljen v Quantumu pod Priznanje avtorstva Creative Commons 4.0 International (CC BY 4.0) licenca. Avtorske pravice ostajajo pri izvirnih imetnikih avtorskih pravic, kot so avtorji ali njihove ustanove.

Časovni žig:

Več od Quantum Journal