論文の概要: Constructing quantum decoders based on complementarity principle

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.06661v3
• Date: Wed, 16 Nov 2022 01:31:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-22 17:11:24.403247
• Title: Constructing quantum decoders based on complementarity principle
• Title（参考訳）: 相補性原理に基づく量子デコーダの構成
• Authors: Yoshifumi Nakata, Takaya Matsuura, Masato Koashi
• Abstract要約: 量子情報のデコーダは、2つの一般化された量子計測から常に構築可能であることを示す。 また、C-to-Qデコーダはほぼ最適であることが判明した。 本稿では,ブラックホール情報パラドックスの量子情報玩具モデルであるHayden-Preskillプロトコルについて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2891210250935146
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Decoding quantum information from noisy quantum systems is crucial in quantum information science and in fundamental physics. In this paper, we explore the complementarity principle in decoding quantum information and show that a decoder for quantum information can be always constructed from the two generalized quantum measurements for decoding two types of classical information defined in different bases. We call the constructed decoder a Classical-to-Quantum (C-to-Q) decoder, and show that the decoding error of the C-to-Q decoder is characterized by those of the two measurements and by the degree of complementarity of the bases. It also turns out that the C-to-Q decoder is nearly optimal. Combining the C-to-Q decoder with a type of the pretty-good measurement, we explicitly provide a decoder for quantum information, as well as a sufficient condition for successful decoding. As an application, we investigate the Hayden-Preskill protocol, a quantum-information toy model of the black hole information paradox. Our explicit decoder leads to better decoding errors compared to previous results, illustrating the advantage over the previous method known as the decoupling approach.
• Abstract（参考訳）: ノイズ量子システムからの量子情報の復号化は、量子情報科学および基礎物理学において重要である。 本稿では,量子情報のデコードにおける相補性原理を探求し,量子情報のデコーダが,異なる基底で定義される2種類の古典的情報をデコードするための2つの一般化量子計測から常に構築可能であることを示す。 C-to-QデコーダをC-to-Qデコーダと呼び、C-to-Qデコーダのデコーダのデコーダのデコーダは2つの測定値と相補性の程度によって特徴付けられることを示す。 また、c-to-qデコーダはほぼ最適であることが判明した。 C-to-Qデコーダと良質な測定方法を組み合わせることで、量子情報のためのデコーダと、復号を成功させるための十分な条件を明示的に提供する。 本研究では,ブラックホール情報パラドックスの量子情報玩具モデルであるhayden-preskillプロトコルについて検討する。 我々の明示的なデコーダは、以前の結果よりもデコードエラーが良くなり、デカップリングアプローチとして知られる従来の方法に対する利点が示される。

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