論文の概要: Optimal single-shot discrimination of optical modes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.11104v1
- Date: Mon, 21 Dec 2020 03:47:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-20 00:36:23.282423
- Title: Optimal single-shot discrimination of optical modes
- Title（参考訳）: 光モードの最適単一ショット識別
- Authors: Ignatius William Primaatmaja, Asaph Ho, Valerio Scarani
- Abstract要約: 我々は,任意の光学モードの最適識別を行うためのツールボックスを提案する。
ツールボックスは線形および半定値プログラミング技術を使用し、厳密な(曖昧でない)境界を提供する。
多くのモードに対して、モード判別の最適状態は、少なくとも2つの数状態の重ね合わせまたは混合であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Retrieving classical information encoded in optical modes is at the heart of
many quantum information processing tasks, especially in the field of quantum
communication and sensing. Yet, despite its importance, the fundamental limits
of optical mode discrimination have been studied only in few specific examples.
Here we present a toolbox to find the optimal discrimination of any set of
optical modes. The toolbox uses linear and semi-definite programming
techniques, which provide rigorous (not heuristic) bounds, and which can be
efficiently solved on standard computers. We study both probabilistic and
unambiguous single-shot discrimination in two scenarios: the
"channel-discrimination scenario", typical of metrology, in which the verifier
holds the light source and can set up a reference frame for the phase; and the
"source-discrimination scenario", more frequent in cryptography, in which the
verifier only sees states that are diagonal in the photon-number basis. Our
techniques are illustrated with several examples. Among the results, we find
that, for many sets of modes, the optimal state for mode discrimination is a
superposition or mixture of at most two number states; but this is not general,
and we also exhibit counter-examples.
- Abstract（参考訳）: 光モードで符号化された古典情報を取得することは、特に量子通信とセンシングの分野において、多くの量子情報処理タスクの中心である。
しかし、その重要性にもかかわらず、光学モード判別の基本的な限界は、いくつかの特定の例でのみ研究されている。
ここでは,任意の光学モードの最適識別を行うためのツールボックスを提案する。
このツールボックスは線形および半定値プログラミング技術を使用し、厳密な(ヒューリスティックではない)境界を提供し、標準コンピュータで効率的に解ける。
検証者が光源を保持して位相の参照フレームを設定できる「チャネル識別シナリオ」と、検証者が光子数基底で対角的な状態しか見ない「ソース識別シナリオ」の2つのシナリオにおいて、確率的および曖昧な単発判別の両方を研究する。
私たちのテクニックにはいくつかの例があります。
その結果、多くのモードに対して、モード判別の最適状態は、少なくとも2つの数状態の重ね合わせあるいは混合であることがわかったが、これは一般的ではなく、反例も示している。
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