Дискримінація та сертифікація невідомих квантових вимірювань

Дискримінація та сертифікація невідомих квантових вимірювань

Мітка часу: 29 лютого 2024 8:43

Олександра Кравець1,2, Лукаш Павела1 та Збігнєв Пухала1

1Інститут теоретичної та прикладної інформатики Польської академії наук, вул. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice, Польща
2AstroCeNT, Астрономічний центр Миколи Коперника Польської академії наук, вул. Ректорська 4, 00-614 Варшава, Польща

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Ми вивчаємо дискримінацію вимірювань фон Неймана в сценарії, коли нам дають еталонне вимірювання та деякі інші вимірювання. Мета дискримінації полягає в тому, щоб визначити, чи інше вимірювання збігається з першим. Розглянемо випадки, коли еталонне вимірювання дається без класичного опису і коли його класичний опис відомий. Обидва випадки досліджуються в симетричній і асиметричній дискримінаційних установках. Крім того, ми надаємо оптимальні схеми сертифікації, які дозволяють нам сертифікувати відомі квантові вимірювання проти невідомих.

Дискримінація та сертифікація невідомих квантових вимірювань PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальний пошук. Ai.

Рекомендоване зображення: дискримінація вимірювань фон Неймана за допомогою заплутування

Популярне резюме

Нам дають два прилади. Перший прилад є еталонним. Другий пристрій може бути тим самим пристроєм, що й перший, чи ні. Як ми можемо перевірити, чи другий пристрій такий самий, як перший? Ми вивчаємо цю проблему, коли прилади є квантовими вимірюваннями. Ми представляємо схеми для сертифікації, коли еталонний пристрій надається з його описом і коли цей опис невідомий.

► Дані BibTeX

► Список літератури

[1] Єнс Айзерт, Домінік Ханглайтер, Натан Уолк, Інго Рот, Деміан Маркхем, Ріа Парех, Улісс Шабо та Елхам Кашефі. «Квантова сертифікація та бенчмаркінг». Nature Reviews PhysicsPages 1–9 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-020-0186-4

[2] Маттео Паріс і Ярослав Рехачек. “Оцінка квантового стану”. Том 649. Springer Science & Business Media. (2004).
https://​/​doi.org/​10.1007/​b98673

[3] Янош А Бергу. “Квантова дискримінація станів і вибрані програми”. Журнал фізики: Серія конференцій 84, 012001 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1364/​CQO.2007.CMF4

[4] Стівен М. Барнетт і Сара Крок. «Квантова дискримінація станів». Досягнення оптики та фотоніки 1, 238–278 (2009).
https://​/​doi.org/​10.1364/​AOP.1.000238

[5] Джунву Бе та Леонг-Чуан Квек. «Квантова дискримінація станів та її застосування». Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 48, 083001 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​48/​8/​083001

[6] Антоніо Асін. «Статистична відмінність унітарних операцій». Physical Review Letters 87, 177901 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.87.177901

[7] Джунву Бе. «Дискримінація двокубітних унітарних систем через локальні операції та класичну комунікацію». Наукові доповіді 5, 1–8 (2015).
https://​/​doi.org/​10.1038/​srep18270

[8] Акінорі Кавачі, Кенічі Кавано, Франсуа Ле Гал і Сугуру Тамакі. “Квантова складність запиту дискримінації унітарного оператора”. IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems 102, 483–491 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1587/​transinf.2018FCP0012

[9] Массіміліано Ф. Саккі. “Оптимальна дискримінація квантових операцій”. Physical Review A 71, 062340 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.062340

[10] Массіміліано Ф. Саккі. «Заплутаність може покращити розрізнення каналів, що порушують заплутаність». Physical Review A 72, 014305 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.014305

[11] Марко Піані та Джон Вотрус. «Усі заплутані стани корисні для розрізнення каналів». Physical Review Letters 102, 250501 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.250501

[12] Руньяо Дуань, Юань Фен і Міншен Ін. «Ідеальна відмінність квантових операцій». Physical Review Letters 103, 210501 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.210501

[13] Гомін Ван і Міншен Ін. «Однозначне розрізнення квантових операцій». Physical Review A 73, 042301 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.042301

[14] Александра Кравець, Лукаш Павела та Збігнєв Пухала. «Виключення помилкових негативних помилок при сертифікації квантових каналів». Наукові доповіді 11, 1–11 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-021-00444-x

[15] Маріо Зіман. «Позитивно-операторнозначна міра процесу: математична основа для опису експериментів томографії процесу». Physical Review A 77, 062112 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.062112

[16] Міхал Седлак і Маріо Зіман. «Однозначне порівняння унітарних каналів». Physical Review A 79, 012303 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.012303

[17] Маріо Зіман і Міхал Седлак. “Однократна дискримінація квантових унітарних процесів”. Журнал сучасної оптики 57, 253–259 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 09500340903349963

[18] Юджун Чой, Танмай Сінгал, Янг-Вук Чо, Санг-Вук Хан, Кюнхван О, Сон Мун, Йон Су Кім і Джунву Бе. «Сертифікація однієї копії двокубітних вентилів без заплутування». Physical Review Applied 18, 044046 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.18.044046

[19] Марк Гіллері, Еріка Андерссон, Стівен М. Барнетт і Деніел Ой. «Проблеми прийняття рішення з квантовими чорними ящиками». Журнал сучасної оптики 57, 244–252 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 09500340903203129

[20] Акіхіто Соеда, Ацуші Шімбо та Міо Мурао. «Оптимальна квантова дискримінація однокубітових унітарних вентилів між двома кандидатами». Physical Review A 104, 022422 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.022422

[21] Ютака Хасімото, Акіхіто Соеда та Міо Мурао. «Порівняння невідомих унітарних каналів із багаторазовим використанням» (2022). arXiv:2208.12519.
arXiv: 2208.12519

[22] Джон Вотроус. “Теорія квантової інформації”. Cambridge University Press. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

[23] Збігнєв Пухала, Лукаш Павела, Александра Кравець та Ришард Кукульський. “Стратегії оптимальної одноразової дискримінації квантових вимірювань”. Physical Review A 98, 042103 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.042103

[24] Збігнєв Пухала, Лукаш Павела, Александра Кравець, Ришард Кукульський та Міхал Ошманець. «Багатократне та однозначне розрізнення вимірювань фон Неймана». Квант 5, 425 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-06-425

[25] Пауліна Левандовська, Александра Кравець, Ришард Кукульський, Лукаш Павела та Збігнєв Пухала. “Про оптимальну атестацію вимірювань фон Неймана”. Наукові доповіді 11, 1–16 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-022-10219-7

[26] М Мікова, М Седлак, І Страка, М Мічуда, М Зіман, М Єжек, М Душек та Я Фіурашек. «Оптимальна дискримінація квантових вимірювань за допомогою заплутаності». Physical Review A 90, 022317 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.022317

[27] Маріо Зіман, Тейко Хейносаарі та Міхал Седлак. “Однозначне порівняння квантових вимірювань”. Physical Review A 80, 052102 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.052102

[28] Міхал Седлак і Маріо Зіман. “Оптимальні одноразові стратегії для розрізнення квантових вимірювань”. Physical Review A 90, 052312 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.052312

[29] Пауліна Левандовська, Лукаш Павела та Збігнєв Пухала. “Стратегії одномоментної дискримінації технологічних матриць”. Наукові звіти 13, 3046 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-023-30191-0

[30] Кіран Флетт, Ханвул Лі, Карлес Рох I Карселлер, Джонатан Бор Браск і Джунву Бе. «Контекстуальні переваги та сертифікація для максимально впевненої дискримінації». PRX Quantum 3, 030337 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.030337

[31] Іон Нехіта, Збігнєв Пухала, Лукаш Павела та Кароль Жичковський. «Майже всі квантові канали є рівновіддаленими». Журнал математичної фізики 59, 052201 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5019322

[32] Карл В. Гельстром. “Теорія квантового виявлення та оцінювання”. Journal of Statistical Physics 1, 231–252 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01007479

[33] Фарзін Салек, Масахіто Хаясі та Андреас Вінтер. «Корисність адаптивних стратегій в асимптотичній дискримінації квантових каналів». Physical Review A 105, 022419 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022419

[34] Марк М. Уайльд, Маріо Берта, Крістоф Хірхе та Еніт Каур. “Амортизована розбіжність каналу для асимптотичної дискримінації квантового каналу”. Листи з математичної фізики 110, 2277–2336 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11005-020-01297-7

[35] Сісі Чжоу і Лян Цзян. “Асимптотична теорія оцінки квантового каналу”. PRX Quantum 2, 010343 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010343

[36] Том Куні, Мілан Мосоньї та Марк М. Уайлд. «Сильний зворотний показник для проблеми розрізнення квантового каналу та зв’язку за допомогою квантового зворотного зв’язку». Повідомлення в математичній фізиці 344, 797–829 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-016-2645-4

[37] Z Puchała та JA Miszczak. “Символічна інтеграція щодо міри Хаара щодо унітарних груп”. Вісник Польської академії наук. Технічні науки 65 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1515/​bpasts-2017-0003

[38] Бенуа Коллінз і Пьотр Сняді. “Інтегрування відносно міри Хаара на унітарній, ортогональній і симплектичній групі”. Повідомлення в математичній фізиці 264, 773–795 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-006-1554-3

Цитується

Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.

Часова мітка:

Більше від Квантовий журнал