論文の概要: When are Adaptive Strategies in Asymptotic Quantum Channel Discrimination Useful?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.06569v2
• Date: Mon, 14 Jun 2021 14:37:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-24 07:28:51.585411
• Title: When are Adaptive Strategies in Asymptotic Quantum Channel Discrimination Useful?
• Title（参考訳）: 漸近量子チャネル識別における適応戦略はいつ有用か?
• Authors: Farzin Salek, Masahito Hayashi and Andreas Winter
• Abstract要約: チャネルの使用に関して、適応戦略と非適応戦略の間には根本的な区別がある。 古典的フィードバックと量子メモリを入力に含まない適応戦略は、絡み合うチャネルの識別能力を高めないことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 54.48684866061923
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a broad investigation of asymptotic binary hypothesis testing, when each hypothesis represents asymptotically many independent instances of a quantum channel, and the tests are based on using the unknown channel and observing its output. Unlike the familiar setting of quantum states as hypotheses, there is a fundamental distinction between adaptive and non-adaptive strategies with respect to the channel uses, and we introduce a number of further variants of the discrimination tasks by imposing different restrictions on the test strategies. The following results are obtained: (1) The first separation between adaptive and non-adaptive symmetric hypothesis testing exponents for quantum channels, which we derive from a general lower bound on the error probability for non-adaptive strategies; the concrete example we analyze is a pair of entanglement-breaking channels. (2) We prove that for classical-quantum channels, adaptive and non-adaptive strategies lead to the same error exponents both in the symmetric (Chernoff) and asymmetric (Hoeffding, Stein) settings. (3) We prove, in some sense generalizing the previous statement, that for general channels adaptive strategies restricted to classical feed-forward and product state channel inputs are not superior in the asymptotic limit to non-adaptive product state strategies. (4) As an application of our findings, we address the discrimination power of quantum channels and show that adaptive strategies with classical feedback and no quantum memory at the input do not increase the discrimination power of entanglement-breaking channel beyond non-adaptive tensor product input strategies.
• Abstract（参考訳）: 各仮説が量子チャネルの漸近的に多数の独立なインスタンスを表す場合、漸近二項仮説テストの広範な研究を行い、そのテストは未知のチャネルを用いてその出力を観測することに基づいている。 量子状態の仮説としてよく知られた設定とは異なり、チャネルの使用に関して適応戦略と非適応戦略の間には根本的な区別があり、テスト戦略に異なる制限を課すことで、識別タスクのさらに多くの変種を導入する。 1)適応的および非適応的対称性試験指数の最初の分離は、非適応的戦略の誤差確率の一般的な下限から導かれる量子チャネルに対する適応的および非適応的対称性試験指数である。 2) 古典量子チャネルの場合,適応的戦略と非適応的戦略が対称(Chernoff)と非対称(Hoeffding, Stein)の両方において同じ誤差指数に導かれることを示す。 3) ある意味では, 従来のフィードフォワードや製品状態チャネル入力に制限された一般チャネル適応戦略が, 非適応的製品状態戦略の漸近的限界よりも優れているわけではないことを証明した。 (4) 本研究の応用として, 量子チャネルの識別能力について検討し, 古典的フィードバックと入力時の量子メモリを伴わない適応戦略は, 非適応テンソル製品入力戦略を超えて, 絡み合うチャネルの識別力を増加させないことを示した。

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