論文の概要: Experimental quantum state discrimination using the optimal fixed rate
of inconclusive outcomes strategy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.06689v1
- Date: Thu, 14 Apr 2022 01:18:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-17 00:22:52.167746
- Title: Experimental quantum state discrimination using the optimal fixed rate
of inconclusive outcomes strategy
- Title（参考訳）: 不確定結果戦略の最適固定率を用いた実験的量子状態判別
- Authors: Santiago G\'omez, Esteban S. G\'omez, Omar Jim\'enez, Aldo Delgado,
Stephen P. Walborn, Gustavo Lima
- Abstract要約: 不確定結果(FRIO)の固定率を考慮した2つの非直交状態の最適判別戦略を実験的に検討した。
任意の先行確率を持つ任意の生成非直交状態の任意の対と、不確定な結果の固定率に対して最適なFRIO測定を行う多目的実験スキームを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The problem of non-orthogonal state discrimination underlies crucial quantum
information tasks, such as cryptography and computing protocols. Therefore, it
is decisive to find optimal scenarios for discrimination among quantum states.
We experimentally investigate the strategy for the optimal discrimination of
two non-orthogonal states considering a fixed rate of inconclusive outcomes
(FRIO). The main advantage of the FRIO strategy is to interpolate between
unambiguous and minimum error discrimination by solely adjusting the rate of
inconclusive outcomes. We present a versatile experimental scheme that performs
the optimal FRIO measurement for any pair of generated non-orthogonal states
with arbitrary a priori probabilities and for any fixed rate of inconclusive
outcomes. Considering different values of the free parameters in the FRIO
protocol, we implement it upon qubit states encoded in the polarization mode of
single photons generated in the spontaneous parametric down-conversion process.
Moreover, we resort to a newfangled double-path Sagnac interferometer to
perform a three-outcome non-projective measurement required for the
discrimination task, showing excellent agreement with the theoretical
prediction. This experiment provides a practical toolbox for a wide range of
quantum state discrimination strategies using the FRIO scheme, which can
greatly benefit quantum information applications and fundamental studies in
quantum theory.
- Abstract（参考訳）: 非直交状態判別の問題は、暗号や計算プロトコルといった重要な量子情報タスクの根底にある。
したがって、量子状態間の識別に最適なシナリオを見つけることは決定的である。
定率不確定結果(frio)を考慮した2つの非直交状態の最適識別戦略を実験的に検討した。
FRIO戦略の主な利点は、不確定な結果の率を単に調整することによって、曖昧さと最小限の誤り判別を補間することである。
任意の事前確率を持つ任意の生成した非直交状態と不確定結果の任意の固定率に対して最適なフリオ測定を行う多目的実験スキームを提案する。
FRIOプロトコルにおける自由パラメータの異なる値を考えると、自然パラメトリックダウンコンバージョンプロセスで生成された単一光子の偏光モードに符号化された量子状態に実装する。
さらに,新たな二重経路サニャック干渉計を用いて,識別作業に必要な3段階の非射影測定を行い,理論的予測と良好な一致を示した。
この実験は、FRIOスキームを用いた幅広い量子状態判別戦略のための実用的なツールボックスを提供し、量子情報応用や量子理論の基礎研究に大きな恩恵をもたらすことができる。
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