論文の概要: Quantifying Information Extraction using Generalized Quantum Measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.07246v4
• Date: Thu, 25 Aug 2022 07:01:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 08:13:11.538865
• Title: Quantifying Information Extraction using Generalized Quantum Measurements
• Title（参考訳）: 一般化量子計測による情報抽出
• Authors: Dominik \v{S}afr\'anek and Juzar Thingna
• Abstract要約: 観測エントロピーは、ある一連の測定値が情報抽出にどの程度影響力があるかをテストするための、よく定義された定量化器であることを示す。 量子ビットプローブは、任意の多次元量子システムから情報を完全に抽出できることを示す。 量子状態推論のツールとしての観測エントロピーについて論じる。
• 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: Observational entropy is interpreted as the uncertainty an observer making measurements associates with a system. So far, properties that make such an interpretation possible rely on the assumption of ideal projective measurements. Here we show that the same properties hold even when considering generalized measurements, and therefore such an interpretation stands completely general. Thus, observational entropy is a well-defined quantifier to test how influential a given series of measurements is in information extraction. Our generalized measurement framework allows us to explore how the measurement probe and schemes influence information extraction, tasks impossible within the projective measurement framework. We provide theoretical lower bounds to the probe dimension and show that a qubit probe can perfectly extract information from any multi-dimensional quantum system. Furthermore, we compare the repeated measurement scheme, in which a pointer repeatedly measures the system of interest, to the repeated contact scheme, in which the pointer repeatedly stores information of the measured observable and is measured only at the end of the protocol. Here, we find that in most cases the repeated contact scheme has a higher observational entropy implying that the observer can extract the most amount of quantum information using this scheme. Finally, we discuss observational entropy as a tool for quantum state inference. Further developed, this could find wide applications in quantum information processing and help determine the best read-out procedures from quantum memories.
• Abstract（参考訳）: 観測エントロピーは観測者が系と関連付ける不確実性として解釈される。 これまでのところ、そのような解釈を可能にする性質は理想的な射影測度の仮定に依存している。 ここでは、一般化された測度を考えると、同じ性質が成り立つことを示すので、そのような解釈は完全に一般である。 したがって、観測エントロピーは、与えられた一連の測定が情報抽出にどの程度影響を与えるかをテストするための、明確に定義された定量化器である。 汎用計測フレームワークにより,計測プローブとスキームが情報抽出にどのように影響するかを,投影計測フレームワークでは不可能である。 我々は、プローブ次元に対する理論的下界を提供し、量子ビットプローブが任意の多次元量子系から情報を完全に抽出できることを示す。 さらに、ポインタが繰り返し関心度を計測する繰り返し測定方式と、測定された可観測性の情報を繰り返し記憶し、プロトコルの終了時にのみ測定する繰り返し接触方式を比較する。 ここでは、多くの場合、反復的な接触スキームは観測エントロピーが高く、観測者がこのスキームを用いて最も多くの量子情報を抽出できることを示す。 最後に、量子状態推論のツールとしての観測エントロピーについて論じる。 さらに開発され、量子情報処理に広く応用され、量子記憶から最良の読み出し手順を決定するのに役立つ。

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