論文の概要: General criteria for quantum state smoothing with necessary and sufficient criteria for linear Gaussian quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.04795v1
• Date: Wed, 12 Feb 2020 04:39:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-03 21:30:27.707147
• Title: General criteria for quantum state smoothing with necessary and sufficient criteria for linear Gaussian quantum systems
• Title（参考訳）: 線形ガウス量子系の必要十分基準付き量子状態平滑化の一般的な基準
• Authors: Kiarn T. Laverick, Areeya Chantasri and Howard M. Wiseman
• Abstract要約: 量子状態平滑化(quantum state smoothing)とは、部分的に観測された量子系の量子状態を推定する手法である。 本稿では、スムーズな量子状態が満たすべき一般的な基準を列挙する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum state smoothing is a technique for estimating the quantum state of a partially observed quantum system at time $\tau$, conditioned on an entire observed measurement record (both before and after $\tau$). However, this smoothing technique requires an observer (Alice, say) to know the nature of the measurement records that are unknown to her in order to characterize the possible true states for Bob's (say) systems. If Alice makes an incorrect assumption about the set of true states for Bob's system, she will obtain a smoothed state that is suboptimal, and, worse, may be unrealizable (not corresponding to a valid evolution for the true states) or even unphysical (not represented by a state matrix $\rho\geq0$). In this paper, we review the historical background to quantum state smoothing, and list general criteria a smoothed quantum state should satisfy. Then we derive, for the case of linear Gaussian quantum systems, a necessary and sufficient constraint for realizability on the covariance matrix of the true state. Naturally, a realizable covariance of the true state guarantees a smoothed state which is physical. It might be thought that any putative true covariance which gives a physical smoothed state would be a realizable true covariance, but we show explicitly that this is not so. This underlines the importance of the realizabilty constraint.
• Abstract（参考訳）: 量子状態平滑化 (quantum state smoothing) は、観測された観測記録全体($\tau$ 前後の両方)で条件付けられた、部分的に観測された量子システムの量子状態を予測する手法である。 しかし、この平滑化技術は、ボブの(例えば)システムの真の状態を特定するために、観測者(アリスなど)に、彼女にとって未知な測定記録の性質を知る必要がある。 アリスがボブの系における真の状態の集合について誤った仮定をするなら、彼女は最適でない滑らかな状態を得るだろうし、さらに悪いことに、(真の状態の有効な進化に対応していない)非現実的(状態行列 $\rho\geq0$ で表されない)さえも得る。 本稿では,量子状態平滑化の歴史的背景を概観し,平滑化量子状態が満たすべき一般基準をリスト化する。 次に、線型ガウス量子系の場合、真状態の共分散行列における実現可能性に対する必要十分かつ十分な制約を導出する。 自然に、真状態の実現可能な共分散は、物理的に滑らかな状態を保証する。 物理的に滑らかな状態を与える任意の真の共分散は実現可能な真の共分散であると考えることができるが、これはそうではないことを明示的に示す。 これは実現可能性の制約の重要性を浮き彫りにする。

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