論文の概要: Demonstration of quantum-limited discrimination of multi-copy pure versus mixed states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.14890v2
• Date: Mon, 28 Feb 2022 17:03:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 09:14:13.198698
• Title: Demonstration of quantum-limited discrimination of multi-copy pure versus mixed states
• Title（参考訳）: 多コピー純対混合状態の量子制限的識別の実証
• Authors: Arunkumar Jagannathan, Olivia Brasher, Michael Grace, Jeffrey H. Shapiro, Saikat Guha, Jonathan L. Habif
• Abstract要約: このマルチコピーの場合,Helstrom境界に接近する受信機を単一コピー計測に繰り返し使用するのが最適であることがわかった。 純粋状態と混合状態の間の多重コピー識別タスクの大規模なクラスに対しては、誤り確率指数において少なくとも2つの係数でヘルストロームに結合した単一コピー受信機が最適であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4843147079139707
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate an optical receiver that achieves the quantum Chernoff bound for discriminating coherent states from thermal states in the multi-copy scenario. In contrast, we find that repeated use of the receiver approaching the Helstrom bound for single-copy measurement is sub-optimal in this multi-copy case. Furthermore, for a large class of multi-copy discrimination tasks between a pure and a mixed state, we prove that any Helstrom-bound achieving single-copy receiver is suboptimal by a factor of at least two in error-probability exponent compared to the multi-copy quantum Chernoff bound. This behavior has a classical analog in the performance gap between soft-decision and hard-decision receivers for detecting a multi-copy signal embedded in white Gaussian noise.
• Abstract（参考訳）: マルチコピーシナリオにおけるコヒーレント状態と熱状態とを識別するための量子チャーノフバウンドを実現する光学受信機を実証する。 対照的に,シングルコピー測定にヘルストロームバウンドに接近する受信機の繰り返し使用は,このマルチコピーの場合,最適ではないことが判明した。 さらに、純粋状態と混合状態の間の多数の多重コピー判別タスクに対して、単一コピー受信機を達成するヘルストロームバウンドは、多重コピー量子チャーノフバウンドと比較して少なくとも2つの誤差確率指数で最適であることを示す。 この挙動は、白色ガウス雑音に埋め込まれたマルチコピー信号を検出するためのソフトデシジョン受信機とハードデシジョン受信機の性能ギャップに古典的な類似性を有する。

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