論文の概要: Certification of a Nonprojective Qudit Measurement using Multiport Beamsplitters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.11455v1
• Date: Thu, 27 Jan 2022 11:47:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-27 18:30:27.395271
• Title: Certification of a Nonprojective Qudit Measurement using Multiport Beamsplitters
• Title（参考訳）: マルチポートビームスプリッターを用いた非投影qudit測定の認証
• Authors: Daniel Mart\'inez, Esteban S.G\'omez, Jaime Cari\~ne, Luciano Pereira, Aldo Delgado, Stephen P. Walborn, Armin Tavakoli, Gustavo Lima
• Abstract要約: 一般化された量子測度は、ヒルベルト空間の正則基底への射影の教科書的概念を越えている。 ここでは、最先端のマルチコア光ファイバー技術を用いて、マルチポートビームスプリッターを構築し、99.7%の忠実度を持つ4次元ヒルベルト空間において、7アウトカムの一般化された測定を忠実に実装する。 そこで本論文では, 量子通信の基本課題と, 同じ次元の量子メッセージの標準射影測定に基づいて, 任意の量子プロトコルでシミュレートできない成功率を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Generalised quantum measurements go beyond the textbook concept of a projection onto an orthonormal basis in Hilbert space. They are not only of fundamental relevance but have also an important role in quantum information tasks. However, it is highly demanding to certify that a generalised measurement is indeed required to explain the results of a quantum experiment in which only the degrees of freedom are assumed to be known. Here, we use state-of-the-art multicore optical fiber technology to build multiport beamsplitters and faithfully implement a seven-outcome generalised measurement in a four-dimensional Hilbert space with a fidelity of $99.7\%$. We apply it to perform an elementary quantum communication task and demonstrate a success rate that cannot be simulated in any conceivable quantum protocol based on standard projective measurements on quantum messages of the same dimension. Our approach, which is compatible with modern photonic platforms, showcases an avenue for faithful and high-quality implementation of genuinely nonprojective quantum measurements beyond qubit systems.
• Abstract（参考訳）: 一般化された量子測度は、ヒルベルト空間の正則基底への射影の教科書的概念を超える。 これらは基本的な関連性だけでなく、量子情報タスクにおいて重要な役割を担っている。 しかし、量子実験の結果を説明するために一般化された測定が実際に必要であり、自由度のみが知られていると仮定されていることを証明する必要がある。 ここでは、最先端のマルチコア光ファイバ技術を用いて、マルチポートビームスプリッターを製作し、99.7\%$の4次元ヒルベルト空間における7つのアウトカム一般化測定を忠実に実装する。 そこで本論文では, 量子通信の基本課題と, 同じ次元の量子メッセージの標準射影測定に基づいて, 任意の量子プロトコルでシミュレートできない成功率を示す。 我々のアプローチは、現代のフォトニックプラットフォームと互換性があり、真に非プロジェクティブな量子計測をキュービットシステムを超えて忠実かつ高品質に実装するための道を示す。

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