論文の概要: Locality and error correction in quantum dynamics with measurement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.09929v3
- Date: Fri, 16 Sep 2022 19:15:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-08 18:39:08.387952
- Title: Locality and error correction in quantum dynamics with measurement
- Title（参考訳）: 計測による量子力学の局所性と誤差補正
- Authors: Aaron J. Friedman, Chao Yin, Yifan Hong, and Andrew Lucas
- Abstract要約: 我々はリーブ・ロビンソン理論を測定を伴う量子力学に拡張する。
我々は、少なくとも$(M hspace-0.5mm +hspace-0.5mm)$-fold の量子情報の速度を$v$に拡張することを発見した。
その結果,量子情報処理の高速化のため,計測とアクティブフィードバックの利用に制限が課された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.15749416770494704
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The speed of light $c$ sets a strict upper bound on the speed of information
transfer in both classical and quantum systems. In nonrelativistic systems, the
Lieb-Robinson Theorem imposes an emergent speed limit $v \hspace{-0.2mm} \ll
\hspace{-0.2mm} c$, establishing locality under unitary quantum dynamics and
constraining the time needed to perform useful quantum tasks. We extend the
Lieb-Robinson Theorem to quantum dynamics with measurements. In contrast to the
general expectation that measurements can arbitrarily violate spatial locality,
we find at most an $(M \hspace{-0.5mm} +\hspace{-0.5mm} 1)$-fold enhancement to
the speed of quantum information $v$, provided the outcomes of $M$ local
measurements are known; this holds even when classical communication is
instantaneous. Our bound is asymptotically optimal, and saturated by existing
measurement-based protocols. We tightly constrain the resource requirements for
quantum computation, error correction, teleportation, and generating entangled
resource states (Bell, GHZ, W, and spin-squeezed states) from short-range
entangled states. Our results impose limits on the use of measurements and
active feedback to speed up quantum information processing, resolve fundamental
questions about the nature of measurements in quantum dynamics, and constrain
the scalability of a wide range of proposed quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 光の速さ$c$は、古典系と量子系の両方における情報転送の速さに厳格な上限を与える。
非相対論的システムでは、リーブ・ロビンソンの定理は創発的な速度制限 $v \hspace{-0.2mm} \ll \hspace{-0.2mm} c$ を課し、ユニタリ量子力学の下で局所性を確立し、有用な量子タスクを実行するのに必要な時間を制限する。
我々はリーブ・ロビンソン理論を測定を伴う量子力学に拡張する。
測度が空間的局所性に任意に違反できるという一般的な期待とは対照的に、古典的な通信が即時であっても、$(M \hspace{-0.5mm} +\hspace{-0.5mm} 1)$-foldの量子情報の速度への拡張が$v$である。
我々の境界は漸近的に最適であり、既存の測定に基づくプロトコルによって飽和している。
我々は、量子計算、誤り訂正、テレポーテーション、および短い範囲の絡み合った状態から絡み合った状態(bell, ghz, w, spin-squeezed states)を生成するためのリソース要件を厳しく制約する。
その結果、量子情報処理の高速化、量子力学における測定の性質に関する根本的な疑問の解決、幅広い量子技術のスケーラビリティの制約など、測定値とアクティブフィードバックの使用に制限が課せられた。
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