論文の概要: Optimal linear optical discrimination of Bell-like states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.01605v1
- Date: Thu, 2 Dec 2021 21:16:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 02:01:56.312066
- Title: Optimal linear optical discrimination of Bell-like states
- Title（参考訳）: ベル様状態の最適線形光学的識別
- Authors: Dov Fields, Janos A. Bergou, Mark Hillery, Siddhartha Santra, Vladimir
Malinovsky
- Abstract要約: 線形光学を用いた量子情報処理は、複雑なリソース集約手法を使わずに実現可能な決定論的操作の限られたセットのために困難である。
ここでは、補助光子を使わずにベル様の状態を不明瞭に識別する作業について考察する。
本研究では,その識別性,絡み合い,不明瞭な識別に用いるビームスプリッタネットワークのパラメータを解析した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum information processing using linear optics is challenging due to the
limited set of deterministic operations achievable without using complicated
resource-intensive methods. While techniques such as the use of ancillary
photons can enhance the information processing capabilities of linear optical
systems they are technologically demanding. Therefore, determining the
constraints posed by linear optics and optimizing linear optical operations for
specific tasks under those constraints, without the use of ancillas, can
facilitate their potential implementation. Here, we consider the task of
unambiguously discriminating between Bell-like states without the use of
ancillary photons. This is a basic problem relevant in diverse settings, for
example, in the measurement of the output of an entangling quantum circuit or
for entanglement swapping at a quantum repeater station. While it is known that
exact Bell states of two qubits can be discriminated with an optimal success
probability of 50% we find, surprisingly, that for Bell-like states the optimal
probability can be only 25%. We analyze a set of Bell-like states in terms of
their distinguishability, entanglement as measured by concurrence, and
parameters of the beam-splitter network used for unambiguous discrimination.
Further, we provide the linear optical configuration comprised of single photon
detectors and beam splitters with input state-dependent parameters that
achieves optimal discrimination in the Bell-like case.
- Abstract（参考訳）: 線形光学を用いた量子情報処理は、複雑なリソース集約手法を使わずに実現可能な決定論的操作の限られたセットのために困難である。
補助光子の使用のような技術は、技術的に要求される線形光学系の情報処理能力を高めることができる。
したがって、線形光学による制約の決定と、これらの制約の下での特定のタスクに対する線形光学演算の最適化は、アンシラスを使わずに、その潜在的な実装を容易にすることができる。
ここでは,光子を使わずにベル状状態とベル状状態とをあいまいに区別するタスクを考える。
これは、例えばエンタングル量子回路の出力の測定や量子リピータステーションでのエンタングルメントスワップの計測など、多様な設定に関連する基本的な問題である。
2つの量子ビットの正確なベル状態が50%の最適成功確率で判別できることは知られているが、驚くべきことにベル様状態の場合、最適な確率はわずか25%である。
本研究では,その識別性,連続性による絡み合い,不明瞭な識別に用いられるビームスプリッターネットワークのパラメータなどの観点から,ベル状状態の解析を行った。
さらに、入力状態依存パラメータを持つ単一光子検出器とビームスプリッタからなる線形光学構成を提供し、ベル様の場合の最適識別を実現する。
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