論文の概要: Simple and maximally robust processes with no classical common-cause or
direct-cause explanation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.11630v4
- Date: Thu, 2 Sep 2021 11:56:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 19:49:57.392725
- Title: Simple and maximally robust processes with no classical common-cause or
direct-cause explanation
- Title（参考訳）: 古典的共通原因や直接原因説明のない単純で極端に堅牢なプロセス
- Authors: Marcello Nery, Marco T\'ulio Quintino, Philippe Allard Gu\'erin,
Thiago O. Maciel, Reinaldo O. Vianna
- Abstract要約: 我々は、CCDCの説明を受け入れない量子プロセスの最小要件を分析する。
我々は、一般的な雑音に対して最も頑健なプロセスである「単純」過程を示す。
また,すべての非古典的CCDCプロセスの非古典的CCDCプログラムの検出と定量化が可能な半定階層も提示する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Guided by the intuition of coherent superposition of causal relations, recent
works presented quantum processes without classical common-cause and
direct-cause explanation, that is, processes which cannot be written as
probabilistic mixtures of quantum common-cause and quantum direct-cause
relations (CCDC). In this work, we analyze the minimum requirements for a
quantum process to fail to admit a CCDC explanation and present "simple"
processes, which we prove to be the most robust ones against general noise.
These simple processes can be realized by preparing a maximally entangled state
and applying the identity quantum channel, thus not requiring an explicit
coherent mixture of common-cause and direct-cause, exploiting the possibility
of a process to have both relations simultaneously. We then prove that,
although all bipartite direct-cause processes are bipartite separable
operators, there exist bipartite separable processes which are not
direct-cause. This shows that the problem of deciding weather a process is
direct-cause process is not equivalent to entanglement certification and points
out the limitations of entanglement methods to detect non-classical CCDC
processes. We also present a semi-definite programming hierarchy that can
detect and quantify the non-classical CCDC robustnesses of every non-classical
CCDC process. Among other results, our numerical methods allow us to show that
the simple processes presented here are likely to be also the maximally robust
against white noise. Finally, we explore the equivalence between bipartite
direct-cause processes and bipartite processes without quantum memory, to
present a separable process which cannot be realized as a process without
quantum memory.
- Abstract（参考訳）: 因果関係のコヒーレントな重ね合わせの直感によって導かれた最近の研究は、古典的な共起原因のない量子過程、すなわち、量子共起原因と量子直接起因関係(CCDC)の確率論的混合として記述できない過程を提示した。
本研究では, 量子プロセスがccdcの説明を許さないことの最小要件を分析し, 一般的な雑音に対して最も頑健なプロセスであることを示す「単純な」プロセスを提案する。
これらの単純なプロセスは、最大に絡み合った状態を作成し、同一の量子チャネルを適用することで実現することができ、そのため共通の原因と直接原因の明確なコヒーレントな混合を必要としない。
すると、すべての二成分直接因果過程が二成分分離作用素であるにもかかわらず、直接因果ではない二成分分離過程が存在することを証明する。
これは、プロセスが直接原因である天候を決定する問題は、絡み合い認証と等価ではないことを示し、非古典的なccdcプロセスを検出する絡み合い方法の限界を指摘する。
また,すべての非古典的CCDCプロセスの非古典的CCDCロバスト性の検出と定量化が可能な半定型プログラミング階層を提案する。
以上の結果から,提案手法は白色雑音に対して最大に頑健である可能性が示唆された。
最後に, 量子メモリのないプロセスとして実現できない分離可能なプロセスを示すために, 量子メモリのないプロセスと二部プロセスの等価性について検討する。
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