論文の概要: Ultimate limits for multiple quantum channel discrimination
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.14566v2
- Date: Tue, 17 Nov 2020 18:55:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-07 20:49:32.126003
- Title: Ultimate limits for multiple quantum channel discrimination
- Title（参考訳）: 多重量子チャネル識別の究極の限界
- Authors: Quntao Zhuang and Stefano Pirandola
- Abstract要約: 本稿では,量子チャネルを用いた仮説検証の問題点を考察する。
任意の数の量子チャネルの識別に影響を及ぼす最終誤差確率の上限を低くする。
また、チャネルが特定の対称性を持つ場合、この下界は達成可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.966840768820136
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum hypothesis testing is a central task in the entire field of quantum
information theory. Understanding its ultimate limits will give insight into a
wide range of quantum protocols and applications, from sensing to
communication. Although the limits of hypothesis testing between quantum states
have been completely clarified by the pioneering works of Helstrom in the 70s,
the more difficult problem of hypothesis testing with quantum channels, i.e.,
channel discrimination, is less understood. This is mainly due to the
complications coming from the use of input entanglement and the possibility of
employing adaptive strategies. In this paper, we establish a lower limit for
the ultimate error probability affecting the discrimination of an arbitrary
number of quantum channels. We also show that this lower bound is achievable
when the channels have certain symmetries. As an example, we apply our results
to the problem of channel position finding, where the goal is to identify the
location of a target channel among multiple background channels. In this
general setting, we find that the use of entanglement offers a great advantage
over strategies without entanglement, with non-trivial implications for data
readout, target detection and quantum spectroscopy.
- Abstract（参考訳）: 量子仮説テストは、量子情報理論の全分野における中心的なタスクである。
究極の限界を理解することで、センシングから通信まで、幅広い量子プロトコルやアプリケーションに関する洞察が得られる。
量子状態間の仮説テストの限界は、70年代のヘルストロムの先駆的な研究によって完全に解明されているが、量子チャネルを用いた仮説テストのより難しい問題、すなわちチャネルの識別は理解されていない。
これは主に、入力の絡み合いの使用による複雑さと、適応戦略を採用する可能性に起因する。
本稿では、任意の数の量子チャネルの識別に影響を与える究極の誤差確率の上限を定式化する。
また、チャネルが特定の対称性を持つ場合、この下界は達成可能であることを示す。
一例として、チャネル位置探索の問題に適用し、複数のバックグラウンドチャネル間のターゲットチャネルの位置を特定することを目的とする。
この一般的な設定では、エンタングルメントの使用は、データ読み出し、ターゲット検出、量子分光に非自明な意味を持ち、絡みのない戦略に対して大きな優位性をもたらす。
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