論文の概要: Minimum number of experimental settings required to verify bipartite
pure states and unitaries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.13638v1
- Date: Mon, 27 Dec 2021 12:53:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-03 03:53:51.442566
- Title: Minimum number of experimental settings required to verify bipartite
pure states and unitaries
- Title(参考訳): 二成分純粋な状態とユニタリの検証に必要な実験的設定の最小数
- Authors: Yunting Li, Haoyu Zhang, Zihao Li, and Huangjun Zhu
- Abstract要約: 本研究では,実験条件の数に着目し,量子状態検証と量子ゲート検証を系統的に検討する。
両部純状態は局所的な射影測定に基づく2つの測定設定で検証可能であることを示す。
絡み合いのない検証の概念を導入し,最小設定による検証との関係を明らかにする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.168123455922249
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Efficient verification of quantum states and gates is crucial to the
development of quantum technologies. Although the sample complexities of
quantum state verification and quantum gate verification have been studied by
many researchers, the number of experimental settings has received little
attention and is poorly understood. In this work we study systematically
quantum state verification and quantum gate verification with a focus on the
number of experimental settings. We show that any bipartite pure state can be
verified by only two measurement settings based on local projective
measurements. Any bipartite unitary in dimension $d$ can be verified by $2d$
experimental settings based on local operations. In addition, we introduce the
concept of entanglement-free verification and clarify its connection with
minimal-setting verification. Finally, we show that any two-qubit unitary can
be verified with at most five experimental settings; moreover, a generic
two-qubit unitary (except for a set of measure zero) can be verified by an
entanglement-free protocol based on four settings. In the course of study we
clarify the properties of Schmidt coefficients of two-qubit unitaries, which
are of independent interest.
- Abstract(参考訳): 量子状態とゲートの効率的な検証は、量子技術の発展に不可欠である。
量子状態検証と量子ゲート検証のサンプルの複雑さは多くの研究者によって研究されているが、実験的な設定の数はほとんど注目されず、あまり理解されていない。
本研究では,実験的設定の数に着目し,量子状態検証と量子ゲート検証を体系的に検討する。
両部純状態は局所的な射影測定に基づく2つの測定設定で検証可能であることを示す。
次元$d$の任意の二部単位は、ローカル操作に基づいた実験的な設定で検証することができる。
さらに,エンタングルメントフリー検証の概念を導入し,最小設定検証との関連性を明らかにする。
最後に、任意の2量子ユニタリを少なくとも5つの実験的な設定で検証できることを示し、さらに(測度 0 のセットを除いて)一般的な2量子ユニタリを4つの設定に基づいてアンタグルフリープロトコルで検証できることを示した。
研究の過程では、独立な利害関係を持つ2量子ユニタリのシュミット係数の性質を明らかにする。
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