論文の概要: Idler-Free Multi-Channel Discrimination via Multipartite Probe States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.12354v4
- Date: Mon, 6 Sep 2021 11:09:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-27 22:56:07.440960
- Title: Idler-Free Multi-Channel Discrimination via Multipartite Probe States
- Title（参考訳）: マルチパーティイトプローブ状態によるアイドラーフリーマルチチャネル識別
- Authors: Cillian Harney, Stefano Pirandola
- Abstract要約: マルチチャネル識別は、複数の量子チャネルの識別をパターン認識の概念と同一視できるシナリオを生成する。
我々は,アイドラーモードを介さない非支援型マルチチャネル識別プロトコルの一般クラスを開発する。
本研究は, ボゾン損失と環境騒音の識別のための, 強い量子的優位性を持つアイドラーフリープロトコルの存在を明らかにした。
- 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: The characterisation of Quantum Channel Discrimination (QCD) offers critical
insight for future quantum technologies in quantum metrology, sensing and
communications. The task of multi-channel discrimination creates a scenario in
which the discrimination of multiple quantum channels can be equated to the
idea of pattern recognition, highly relevant to the tasks of quantum reading,
illumination and more. Whilst the optimal quantum strategy for many scenarios
is an entangled idler-assisted protocol, the extension to a multi-hypothesis
setting invites the exploration of discrimination strategies based on
unassisted, multipartite probe states. In this work, we expand the space of
possible quantum enhanced protocols by formulating general classes of
unassisted multi-channel discrimination protocols which are not assisted by
idler modes. Developing a general framework for idler-free protocols, we
perform an explicit investigation in the bosonic setting, studying prominent
Gaussian channel discrimination problems for real world applications. Our
findings uncover the existence of strongly quantum advantageous, idler-free
protocols for the discrimination of bosonic loss and environmental noise. This
circumvents the necessity for idler assistance to achieve quantum advantage in
some of the most relevant discrimination settings, significantly loosening
practical requirements for prominent quantum sensing applications.
- Abstract（参考訳）: 量子チャネル識別(QCD)の特徴化は、量子力学、センシング、通信における将来の量子技術に対する重要な洞察を提供する。
マルチチャネル識別のタスクは、複数の量子チャネルの識別をパターン認識のアイデアと同一視できるシナリオを生み出し、量子読み取りや照明といったタスクに非常に関係している。
多くのシナリオで最適な量子戦略は、絡み合ったイドラー支援プロトコルであるが、マルチハイプセッティングの拡張は、無支援のマルチパーティイトプローブ状態に基づく差別戦略の探索を招待する。
本研究では,イドラーモードを伴わない非支援型マルチチャネル識別プロトコルの一般クラスを定式化することにより,量子化可能プロトコルの空間を拡大する。
アイドラーフリープロトコルの一般的なフレームワークを開発し、実世界の応用において顕著なガウス的チャネル識別問題について、ボソニックセッティングにおいて明示的な調査を行う。
本研究により, ボゾン損失と環境騒音の識別に強い量子的優位性を持つアイドラーフリープロトコルの存在が明らかになった。
これは、最も関連する差別設定で量子優位を達成するためにアイドラー支援の必要性を回避し、著名な量子センシングアプリケーションのための実用的な要件を著しく緩和する。
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