論文の概要: How to use arbitrary measuring devices to perform almost perfect
measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.02593v2
- Date: Wed, 3 Aug 2022 20:09:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-23 03:30:15.689135
- Title: How to use arbitrary measuring devices to perform almost perfect
measurements
- Title（参考訳）: 任意の測定装置を使ってほぼ完璧な測定をする方法
- Authors: Noah Linden and Paul Skrzypczyk
- Abstract要約: 我々は、別の量子測定を行う能力を考えると、1つの量子測定を再現する問題を考察する。
この問題に対して、一般的なフレームワークと具体的なプロトコルを提供します。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We consider the problem of reproducing one quantum measurement given the
ability to perform another. We give a general framework and specific protocols
for this problem. For example, we show how to use available "imperfect" devices
a small number of times to implement a target measurement with average error
that drops off exponentially with the number of imperfect measurements used. We
hope that could be useful in near-term applications as a type of lightweight
error mitigation of the measuring devices. As well as the view to practical
applications, we consider the question from a general theoretical perspective
in the most general setting where both the available and target measurements
are arbitrary generalised quantum measurements. We show that this general
problem in fact reduces to the ability to reproduce the statistics of
(complete) von Neumann measurements, and that in the asymptotic limit of
infinitely many uses of the available measurement, a simple protocol based upon
'classical cloning' can perfectly achieve this task. We show that
asymptotically all (non-trivial) quantum measurements are equivalent. We also
study optimal protocols for a fixed number of uses of the available
measurement. This includes, but is not limited to, improving both noisy and
lossy quantum measurements. Furthermore, we show that, in a setting where we
perform multiple measurements in parallel, we can achieve finite-rate
measurement reproduction, by using block-coding techniques from classical
information theory. Finally, we show that advantages can also be gained by
making use of probabilistic protocols.
- Abstract（参考訳）: 我々は、別の量子測定を行う能力を考えると、1つの量子測定を再現する問題を考える。
この問題に対する一般的なフレームワークと具体的なプロトコルを提供します。
例えば、利用可能な"不完全"デバイスを、使用中の不完全測定数で指数関数的に減少する平均誤差でターゲット測定を実装するために、少量で使用する方法を示す。
これは、測定装置の軽量なエラー軽減の一種として、短期的な応用に有用であると期待する。
実用的応用の観点からは、利用可能な測定値と対象値の両方が任意の一般化された量子測定値であるような最も一般的な設定において、一般的な理論的観点から問題を考える。
この一般的な問題は、フォン・ノイマン測度(完全)の統計を再現する能力に還元され、利用可能な測定値の無限個の使用の漸近極限において、「古典的クローニング」に基づく単純なプロトコルがこの課題を完全に達成できることが示される。
漸近的に全ての(非自明な)量子測定が等価であることを示す。
また、利用可能な測定値の固定回数に対する最適プロトコルについても検討する。
これには、ノイズと損失量子の測定の両方の改善を含むが、制限されない。
さらに,複数の計測を並列に行う環境では,古典的情報理論のブロック符号化手法を用いて,有限レートの計測再現を実現することができることを示す。
最後に,確率的プロトコルを利用することで,メリットも享受できることを示す。
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