論文の概要: Optimal environment localization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.10094v2
- Date: Mon, 26 Apr 2021 18:00:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-01 09:14:54.132093
- Title: Optimal environment localization
- Title（参考訳）: 最適環境定位
- Authors: Jason L. Pereira, Quntao Zhuang, Stefano Pirandola
- Abstract要約: チャネル位置探索のパラダイム的事例を考察する。
課題は,複数の異なる背景環境における対象環境の位置を検出することである。
この多項判別問題に影響を及ぼす誤差の限界を導出する。
我々は、究極誤差確率に数値的境界を与える明示的なプロトコルを設計し、しばしば量子的優位性を達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8602553195689513
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum channels model many physical processes. For this reason, hypothesis
testing between quantum channels is a fundamental task in quantum information
theory. Here we consider the paradigmatic case of channel position finding,
where the aim is to determine the position of a target quantum channel within a
sequence of background channels. We explore this model in the setting of
bosonic systems, considering Gaussian channels with the same transmissivity (or
gain) but different levels of environmental noise. Thus the goal of the problem
becomes detecting the position of a target environment among a number of
identical background environments, all acting on an input multi-mode system. We
derive bounds for the ultimate error probability affecting this multi-ary
discrimination problem and find an analytic condition for quantum advantage
over protocols involving classical input states. We also design an explicit
protocol that gives numerical bounds on the ultimate error probability and
often achieves quantum advantage. Finally, we consider direct applications of
the model for tasks of thermal imaging (finding a warmer pixel in a colder
background) and quantum communication (for localizing a different level of
noise in a sequence of lines or a frequency spectrum).
- Abstract（参考訳）: 量子チャネルは多くの物理過程をモデル化する。
このため、量子チャネル間の仮説検証は量子情報理論の基本的な課題である。
本稿では,背景チャネルの系列内でターゲット量子チャネルの位置を決定することを目的とした,チャネル位置探索のパラダイムケースについて考察する。
我々は,同じ透過率(または利得)のガウスチャネルを環境騒音の異なるレベルに考慮し,ボソニック系の設定においてこのモデルを検討する。
したがって、問題の目的は、入力されたマルチモードシステムに作用する複数の同一の背景環境のうち、ターゲット環境の位置を検出することとなる。
この多項識別問題に影響を及ぼす究極の誤差確率の境界を導出し、古典的入力状態を含むプロトコルに対する量子優位の解析条件を求める。
また,究極の誤差確率の数値境界を与える明示的なプロトコルも設計し,量子的な利点をしばしば実現している。
最後に,本モデルによる熱画像(暖かくなった背景に画素を埋め込む)と量子通信(ラインや周波数スペクトルで異なるレベルのノイズを局在させる)のタスクの直接的応用について考察する。
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