論文の概要: To share and not share a singlet: control qubit and nonclassicality in teleportation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.02921v3
• Date: Mon, 03 Feb 2025 12:40:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-06 14:24:55.164038
• Title: To share and not share a singlet: control qubit and nonclassicality in teleportation
• Title（参考訳）: シングルトの共有と共有:テレポーテーションにおける制御量子ビットと非古典性
• Authors: Kornikar Sen, Adithi Ajith, Saronath Halder, Ujjwal Sen,
• Abstract要約: 我々は、量子テレポーテーションの過程における重ね合わせの役割を理解しようと試みる。 我々は、量子テレポーテーションのシナリオの中で、送信側と受信側が重畳された状態にある設定を考える。 制御量子ビットプロトコルの忠実度と両者が古典的混合状態にある場合の忠実度を比較した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The superposition principle provides us the opportunity to unfold many surprising facts. One such fact leads to the generation of entanglement which may allow one to teleport an unknown quantum state from one location to another. We try to understand the role of superposition in the process of quantum teleportation. We consider, within the scenario of quantum teleportation, a set-up where the sender and the receiver are in a superposed situation of using a maximally entangled state and not using any entangled state in the teleportation protocol, controlled by a qubit. We address two distinct protocols: in the first case, the sender and the receiver do nothing when they do not have the authority to use entanglement, while in the second case, they still use classical communication even if they do not use entanglement. After accomplishing the protocols, we operate a Hadamard gate on the control qubit, measure the control qubit's state, and consider the outcome corresponding to a particular state of the control. We compare the protocol's fidelity with the maximum fidelity achievable through classical resources only. In particular, we provide conditions to achieve nonclassical fidelity in teleportation, in the presence of the control qubit. To explore if there is any quantum advantage (advantage of superposition present in the control qubit), we compare the fidelities of the control qubit-based protocols with the fidelity achieved in a situation where the two parties are in a classical mixture of using and not using the maximally entangled state. We observe that there exists a wide range of parameters defining the initial state of the control qubit for which our protocols provide quantum advantage. To analyse the role of superposition quantitatively, we discuss whether the amount of quantum advantage can be expressed in terms of quantum coherence present in the state of the control qubit.
• Abstract（参考訳）: 重ね合わせの原則は、多くの驚くべき事実を広げる機会を与えてくれる。 そのような事実の1つは、未知の量子状態をある場所から別の場所へテレポートできるような絡み合いの発生につながる。 我々は、量子テレポーテーションの過程における重ね合わせの役割を理解しようと試みる。 我々は、量子テレポーテーションのシナリオにおいて、送信側と受信側が最大絡み状態を使用し、キュービットによって制御されるテレポーテーションプロトコルの絡み状態を使用しないという重畳状態にある設定を考える。 第1のケースでは送信側と受信側が絡み合う権限を持っていない場合に何もしないが、第2のケースでは、絡みを使わなくても古典的な通信を使用する。 プロトコルを達成した後、制御キュービット上のアダマールゲートを操作し、制御キュービットの状態を測定し、制御の特定の状態に対応する結果を検討する。 プロトコルの忠実度と,古典的リソースのみを通じて達成可能な最大忠実度を比較した。 特に、制御量子ビットの存在下で、テレポーテーションにおける非古典的忠実性を達成する条件を提供する。 量子優位性(制御量子ビットに存在する重ね合わせのアドバンテージ)があるかどうかを探索するために、制御量子ビットベースのプロトコルの忠実度と、最大絡み合った状態を使用しない古典的な混合状態にある場合の忠実度を比較する。 制御量子ビットの初期状態を定義するパラメータが広く存在し、このプロトコルが量子的優位性を提供するのを観察する。 重ね合わせの役割を定量的に解析するために、制御量子ビットの状態に存在する量子コヒーレンスの観点から量子優位性の量を表現することができるかどうかについて議論する。

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